DCDC-virtamuuntajia käytetään jo nyt villisti ilmailu- ja puolustusalalla. Tämä johtuu pääasiassa 28 VDC -verkon olemassaolosta, jonka löydät kaikista kaupallisista lentokoneista, helikoptereista, liikelentokoneista ... Tätä verkkoa käytetään pääasiassa lentokoneiden toissijaisten järjestelmien, kuten ilmailutekniikan, käyttämiseen.
Tässä artikkelissa keskitymme ilmailu- ja avaruusalan kaksisuuntaisiin DC-DC-muuntimiin, jotka ovat avainasemassa lisää sähkölentokoneita kehitettäessä.
Sisällysluettelo
Enemmän sähkölentokoneita:
Enemmän sähkölentokoneita on suunnittelutrendi, joka vaatii enemmän sähköjärjestelmien integrointia perinteiseen ilma-alusten suunnitteluun. Syynä on sähköjärjestelmän käyttö lentokoneen suorituskyvyn parantamiseen, ylläpitokustannusten ja painon vähentämiseen. Lisää sähkölentokoneiden suunnitteluvaiheita on kolme:
Lisää sähkölentokoneiden suunnittelua:
Boeing 787 -koneet ovat paras esimerkki tämän ensimmäisen MEA-kehitystyön havainnollistamiseksi. 787-ohjelmalla Boeing onnistui poistamaan ilmavoimaverkon, jota käytettiin historiallisesti lentokoneiden vuotamiseen ja siipien jäänpoistoon. Boeing saavuttaa tämän tekniikan integroimalla lisää sähköjärjestelmiä, kuten sähköinen siipien jäänpoisto, ohjaamon sähköinen painejärjestelmä, sähkökäynnistin / generaattori,…
Tämä uusi Lisää sähkölentokoneita -suunnittelu johtaa korkeampaan tehontarpeeseen jakelussa ja muunnoksessa. Sähkönjakeluverkon painon optimoimiseksi Boeing integroi uuden 270 VDC -verkon 787: een.
Hybrid Electric -lentokoneiden suunnittelu:
Toinen askel kohti enemmän sähkölentokoneita on Hybrid-Electric-suunnitteluratkaisu. Ratkaisu koostuu perinteisen polttoainemoottorin käytöstä yhdessä korkean energian varastointijärjestelmän kanssa lentokoneen sähkökäyttöisen voiman käyttämiseksi.
Muutama projekti on parhaillaan kehitteillä, kuten Zunum, Airbus - Rolce-Royce, XTI, Bell Helicopter Air Taxi,… Nykyiset tätä mallia käyttävät kehitettävät lentokoneet voivat olla kooltaan 4-paikkainen VTOL-kone 100-paikkaiseen alueelliseen liikennelentokoneeseen. Tämän ratkaisun etuna on polttoaineenkulutuksen ja kantaman optimointi.
All Electric -lentokoneiden suunnittelu:
Viimeinen ja lopullinen ratkaisu More Electric Aircraft -trendissä on kaikki sähkölentokoneiden suunnittelu. Tämä tarkoittaa, että energian varastointijärjestelmä pystyy tarjoamaan energian kokonaan lentokoneen kaikkiin lentotarpeisiin (työntövoima, ilmailutekniikka, jäänpoisto, matkustamo jne.).
Tämän suunnittelun suuri rajoitus johtuu tällä hetkellä energian varastointijärjestelmästä, joka ei vielä sovi vaadittuun teho / painosuhteeseen, jota vaaditaan suurikokoisille ilma-aluksille, joilla on kaikki lentoturvallisuusvaatimukset. Toisaalta tämä malli on täysin käyttökelpoinen nykyisen tekniikan kanssa eVTOL-lentokoneille (<4 henkilöä). Esimerkki sisältää lilium, Joby aero, Vahana (Airbus), Aurora (Boeing), Cora (Kitty Hawk | Google Boeing),…
Professori Patt Wheelerin The More Electric Aircraft Nottinghamin yliopistosta, Iso-Britannia
Lisää sähkölentokoneiden tulevaisuuden mahdollisuuksia:
Vaikka meillä olisi vielä muutama vuosi odottaa ennen kuin voimme nähdä +100 matkustajan kaupallisen lentokoneen lentävän täysin sähköllä, tiedämme tänään, että futur-lentokoneet olisivat enemmän sähköisiä. Tämän muutama vuosi sitten alkaneen trendin myötä uusia markkinamahdollisuuksia syntyy seuraavissa kategorioissa:
- Sähkömekaaniset toimilaitteet
- Sähköinen ohjaamon painejärjestelmä
- Sähköinen jäänpoisto
- Sähköinen käyttövoima
- Sähkönjakelu
- Tehonmuunnos (ACDC, DCDC, DCAC)
- Energian varastointi (akkutekniikat, polttokennot, ..)
- ...
Ilmailu- ja avaruusvoiman muuntomahdollisuudet ja haasteet:
Enemmän sähkölentokoneiden tarpeiden seurauksena tulevaisuuden tulevaisuuden lentokoneiden suunnitteluun tarvitaan enemmän sähkövoimaa. Tämän tehontarpeen kasvun myötä autamme lisäämään energian varastointijärjestelmän kapasiteettia, joka muuntaa ilma-aluksen suuritehoista DC-verkkoa. Boeing 270: ssä esitelty 787 VDC -verkkoverkko on lentokonevalmistajien ensimmäinen askel tällä tavalla. Tässä on yleiskatsaus tulevaisuuden DC-verkon tarpeista lentokoneen suunnittelusta riippuen:
|
270VDC |
1. askel Lisää sähkölentokoneita (B787) |
|
600 VDC - 1000 VDC |
10 paikkaa H- sähkölentokone | 4 paikkaa eVTOL |
|
2000 VDC - 5000 VDC |
+100 istuin H- sähköinen -100 paikkaa kaikki sähkökäyttöiset |
Tämän tasavirtaverkon lisääntymisen myötä näemme tällä hetkellä uusia mahdollisuuksia virranmuunnosjärjestelmässä (AC DC, DC DC, DC AC).
AC-DC- tarvitaan muuntamiseen sukupolvelta (moottorilta) DC-verkkoon.
DC-AC tarvitaan muuntamiseksi tasavirtaverkosta vaihtovirtajärjestelmiksi (sähköinen käyttövoima, muu potentiaalinen järjestelmä, jota ei voida käyttää virtana perinteisestä vaihtoverkosta ...)
DC-DC- tarvitaan muuntamiseen tasavirtaverkosta DC-järjestelmiin (akku, toissijaiset järjestelmät jne.)
Tehonmuuntolaitteiden haasteina on vastata lentokoneiden valmistajien vaatimaa suorituskykyä. Näemme tällä hetkellä tutkimus- ja kehitysvaiheessa olevia laitteita, joiden suhde on 8 kW / kg ja joiden tavoitteena on lähitulevaisuus 15 kW / kg. Näemme myös tulevan More Electric Aircraft -suunnittelun tehontarpeen kasvavan merkittävästi.
Suuritehoiset kaksisuuntaiset dc-dc-muunninlaitetoimittajat ilmailu- ja avaruusteollisuudelle:
Tällä hetkellä DC-DC-muuntimia käytetään vain toissijaisten järjestelmien muunnosongelmissa. Tämän toissijaisten järjestelmien, joissa on erilaiset tasavirtatulot, on otettava teho 28 VDC: n lentokoneverkosta. Suuritehoiset DC-DC-muunnokset näyttävät edellyttävän uusia kaikkia sähköisiä tai uusia hybridisähkölentokoneita suurjänniteverkon muuntamiseksi.
Tässä on luettelo laitetoimittajista, jotka ovat alttiita siirtymään kohti suuritehoisen kaksisuuntaisen dc-dc-muuntimen kehittämistä ilmailu- ja avaruussovelluksia varten.
Perinteiset ilmailualan pelaajat:
Meggitt:
Meggittillä on edistynein viestintävaihe keskustellessaan lisää sähkölentokoneista ja uusista mukautetuista sähkö- tai hybridi-sähköprojekteista.
Heillä on oma sivu, jossa on erilaisia ratkaisuja näille lentokoneille, mukaan lukien moottorit, toimilaitteet, sähköjärjestelmät, paristot ... He ehdottavat mielenkiintoista askel askeleelta -analyysia kokonaisratkaisun tarjoamiseksi. Tässä on lisätietoja.
General Electric:
GE on ehkä edistynein perinteinen toimija ilma-alusten tehonmuunnoksen, tuotannon, jakelun, mukaan lukien suuritehoisten tasavirtalähteen muunnosjärjestelmien, kehittämisessä.
He avasivat vuonna 2012 tutkimuskeskuksen kaikelle sähköiselle hybridilentokoneen voimalaitteelle katso artikkeli. Heidän nykyinen tehon muuntamisen tuotelinja on upotettu useisiin suuriin lentokoneisiin.
Safran-konserni:
Yhdistämällä Safran Electronic & Power- ja Zodiac Electronic & Power -osaamisensa, Safran-konserni on merkittävä ratkaisu lentokoneiden sähköntuotannon, muuntamisen ja jakelun toimittajana. joitakin julkaisemiaan tietoja.
Thales:
Thales on merkittävä sähkönmuunnos-, jakelu- ja tuotantolaitteiden toimittaja. He kehittävät kykyjään sähköjärjestelmissä Lisää sähkölentokoneita varten. Tässä he kommunikoivat
Crane Aerospace & Electronics
Crane on perinteinen ja historiallinen laitetoimittaja Airbusille, Boeingille, ... Heidän DC-DC-ominaisuutensa ovat pienissä virtamuuntajalaitteissa, akunhallintajärjestelmässä ja DC-verkon jakelussa ja hallinnassa, jotka voidaan räätälöidä ja jotka voivat sisältää muunnosmoduulin. Lisätietoja täältä.
KGS Aerospace:
KGS: llä on melko suuri virtamuuntajien tuotevalikoima, mukaan lukien tasavirta-muuntimet. Heidän DC-DC-tuotteensa keskittyvät toissijaisiin muunnosongelmiin, joilla on pieni virrankulutus. Lisätietoja heidän kyvyistään.
UTC:
Suurin lentokoneteollisuuden laitetoimittaja on todella mukana More Electric Aircraft -suunnittelussa. Vaikka he keskittäisivätkin ponnistelunsa sähkönjakeluun ja tuotantoon, he ovat mielenkiintoisia toimijoita mainita tästä aiheesta. Katso heidän työnsä Boeing 787: llä.
Tähtitiede:
Astronics Corporation on myös perinteinen toimija, joka osallistuu lentokoneiden voiman muuntamisen jakeluun ja tuottamiseen. Astronics on erityisesti mukana matkustamon virranmuunnosjärjestelmissä, kuten matkustaja istuimen virtalähteessä, keittiön virtalähteessä,… Astronicsin nykyinen tuotevalikoima ei näytä sähköjärjestelmää yli 7 kW: n sovelluksissa. Tässä on lisätietoja heidän kyvyistään.
Uusia pelaajia:
Siemens:
Saksalainen yritys on ollut todella aktiivinen viime vuosina osoittanut merkittäviä kumppanuuksia ja tutkimus- ja kehityshanketta sähkölentojen kehittämisessä. Tärkeimmät kehityshankkeet ovat Airbus EfanX, City Airbus, Siemens Magnus eFusion,…
Yhtiö keskittää kehitystyönsä sähköiseen propulsiojärjestelmään, tehonmuuntamiseen (DC-AC ja DCDC), sähkönjakeluun eri teholuokille.
Tame-Power on autoteollisuuden ja tehonmuunnosratkaisujen tarjoaja, jolla on ilmailu- ja avaruusalueen räätälöintimahdollisuuksia. DC-muuntimien nykyisellä tuotevalikoimalla on teho 3,5 kW - 80 kW nesteen, tuulettimen ja luonnollisen jäähdytyksen avulla.
****
Yllä oleva luettelo päivitetään. Jos olet ratkaisujen tarjoaja eikä sinua mainita tässä artikkelissa, ota meihin yhteyttä. Käytä seuraava yhteydenottolomake, älä unohda mainita artikkelin otsikkoa ja liittää linkin yrityksesi ominaisuuksien sivulle.
AerospaceExport.com
