Przetwornice DCDC Power są już obecnie szeroko stosowane w przemyśle lotniczym i obronnym. Wynika to głównie z istnienia sieci 28VDC, którą można znaleźć we wszystkich samolotach komercyjnych, helikopterach, odrzutowcach biznesowych itp. Ta sieć jest używana głównie do zasilania systemów wtórnych w samolocie, takich jak awionika.
W tym artykule skupimy się na dwukierunkowych przetwornikach DC-DC o dużej mocy, które są kluczowym systemem w rozwoju bardziej elektrycznych samolotów.
Spis treści
Bardziej elektryczny samolot:
The More Electrical Aircraft to trend w projektowaniu, który dąży do integracji większej liczby systemów elektrycznych w tradycyjnym projekcie samolotu. Powodem tego jest zastosowanie instalacji elektrycznej w celu poprawy osiągów samolotu, zmniejszenia kosztów utrzymania i zmniejszenia masy. Istnieją trzy główne etapy projektowania bardziej elektrycznych samolotów:
Bardziej elektryczny projekt samolotu:
Samolot Boeing 787 jest najlepszym przykładem ilustrującym ten pierwszy etap rozwoju MEA. Dzięki programowi 787 Boeingowi udało się usunąć sieć Air Power, która była historycznie używana do odpowietrzania samolotów i odladzania skrzydeł. Boeing osiąga tę technologię dzięki integracji większej liczby systemów elektrycznych, takich jak elektryczne odladzanie skrzydeł, elektryczny system ciśnieniowy w kabinie, elektryczny rozrusznik/generator…
Ta nowa konstrukcja bardziej elektrycznego samolotu skutkuje wyższym zapotrzebowaniem mocy na dystrybucję i konwersję. Aby zoptymalizować wagę sieci dystrybucji energii, Boeing zintegrował nową sieć 270VDC z 787.
Projekt samolotu hybrydowego elektrycznego:
Drugim krokiem w kierunku bardziej elektrycznego samolotu jest rozwiązanie projektowe hybrydowo-elektryczne. Rozwiązanie polega na wykorzystaniu tradycyjnego silnika paliwowego w połączeniu z systemem magazynowania wysokiej energii do zasilania elektrycznego napędu samolotu.
Niewiele projektów jest obecnie w fazie rozwoju, takich jak Zunum, Airbus – Rolce-Royce, XTI, Bell Helicopter Air Taxi,… Obecnie opracowywane samoloty z wykorzystaniem tego projektu mogą mieć rozmiar od 4-miejscowego samolotu VTOL do 100-miejscowego regionalnego samolotu komercyjnego. Zaletą tego rozwiązania jest optymalizacja zużycia paliwa i zasięgu.
Projekt samolotu All Electric:
Ostatnim i ostatecznym rozwiązaniem w trendzie More Electric Aircraft jest całkowicie elektryczny projekt samolotu. Oznacza to, że system magazynowania energii może w pełni zapewnić energię dla wszystkich potrzeb związanych z lotem statku powietrznego (napęd, awionika, odladzanie, kabina,…).
Duże ograniczenie tego projektu wynika obecnie z systemu magazynowania energii, który nie spełnia jeszcze wymaganego stosunku mocy do masy potrzebnego dla samolotów o dużych rozmiarach, spełniających wszystkie wymogi bezpieczeństwa w lotnictwie. Z drugiej strony ten projekt jest całkowicie wykonalny przy obecnej technologii dla samolotów eVTOL (<4 osoby). Przykład obejmuje Lilium, Joby aero, Vahana (Airbus), Aurora (Boeing), Cora (Kitty Hawk | Google Boeing),…
Więcej przyszłych możliwości związanych z samolotami elektrycznymi:
Nawet jeśli mamy jeszcze kilka lat, aby poczekać, zanim będziemy świadkami ponad 100 pasażerskiego komercyjnego samolotu lecącego na napędzie elektrycznym, wiemy dzisiaj, że przyszłe samoloty będą bardziej elektryczne. Wraz z tym trendem zapoczątkowanym kilka lat temu, pojawiają się nowe możliwości rynkowe w następujących kategoriach:
- Siłowniki elektromechaniczne
- Elektryczny system ciśnieniowy w kabinie
- Odladzanie elektryczne
- Napęd elektryczny
- Dystrybucja mocy
- Konwersja mocy (ACDC, DCDC, DCAC)
- Magazynowanie energii (technologie bateryjne, ogniwa paliwowe itp.)
- ...
Konwersja mocy w przemyśle lotniczym Szanse i wyzwania:
W wyniku zapotrzebowania na bardziej elektryczne samoloty, przyszły projekt samolotu wymaga większej ilości energii elektrycznej. Wraz ze wzrostem zapotrzebowania na moc pomagamy zwiększyć pojemność systemu magazynowania energii, co przekłada się na sieć prądu stałego dużej mocy w samolocie. Wprowadzona na Boeingu 270 sieć zasilająca 787VDC to pierwszy ruch producentów samolotów na tej drodze. Oto przegląd przyszłych potencjalnych potrzeb sieci DC w zależności od projektu samolotu:
|
270VDC |
Pierwszy krok Więcej samolotów elektrycznych (B1) |
|
600 VDC – 1000 VDC |
10 miejsc H- samolot elektryczny | 4 miejsca eVTOL |
|
2000 VDC – 5000 VDC |
+100 miejsc H- elektryczne | -100 miejsc wszystkie elektryczne |
Wraz z tym wzrostem sieci zasilania DC, jesteśmy obecnie świadkami nowych możliwości w systemie konwersji energii (AC DC, DC DC, DC AC).
AC-DC jest potrzebna do konwersji z generacji (silnika) na sieć prądu stałego.
DC-AC jest potrzebny do konwersji z sieci prądu stałego na układy prądu przemiennego (napęd elektryczny, inny układ potencjałowy, który nie może być zasilany z tradycyjnej sieci prądu przemiennego,…)
DC-DC jest potrzebna do konwersji z sieci DC na systemy DC (akumulator, systemy wtórne,…)
Wyzwaniem dla sprzętu do konwersji mocy jest dopasowanie wydajności wymaganej przez producentów samolotów. Obecnie widzimy sprzęt w fazie badań i rozwoju o stosunku 8 kW/kg i docelowym na najbliższą przyszłość 15 kW/kg. Widzimy również znaczny wzrost zapotrzebowania na moc w przyszłych projektach bardziej elektrycznych samolotów.
Dostawcy sprzętu dwukierunkowego konwertera DC-DC o dużej mocy dla przemysłu lotniczego:
Obecnie konwertery DC DC są używane tylko w problemach związanych z konwersją dla systemów wtórnych. Te wtórne systemy z różnymi wejściami prądu stałego muszą pobierać energię z sieci samolotu 28VDC. Konwersja prądu stałego na prąd stały o dużej mocy pojawia się wraz z potrzebą nowych całkowicie elektrycznych lub nowych hybrydowych samolotów elektrycznych do konwersji sieci wysokiego napięcia prądu stałego.
Oto lista dostawców sprzętu, którzy są skłonni przejść do opracowania dwukierunkowego konwertera DC-DC o dużej mocy do zastosowań w lotnictwie.
Tradycyjni gracze Aerospace:
Meggitt:
Meggitt dysponuje najbardziej zaawansowaną komunikacją podczas omawiania większej liczby samolotów elektrycznych i nowych niestandardowych potrzeb zasilania dla projektów elektrycznych lub hybrydowych.
Mają dedykowaną stronę z różnymi rozwiązaniami dla tych statków powietrznych, w tym silnikami, siłownikami, systemami zasilania, akumulatorami… Proponują interesujące podejście do analizy krok po kroku, aby zapewnić kompletne rozwiązanie. Oto więcej informacji.
General Electric:
GE jest prawdopodobnie najbardziej zaawansowanym tradycyjnym aktorem w rozwoju konwersji, wytwarzania i dystrybucji energii w samolotach, w tym systemów konwersji DC DC o dużej mocy.
W 2012 roku otworzyli centrum badawcze dla wszystkich elektrycznych i hybrydowych urządzeń energoelektronicznych zobacz artykuł. Ich obecny linia produktów do konwersji energii; jest osadzony w różnych głównych samolotach.
Grupa Safran:
Dzięki połączeniu wiedzy specjalistycznej Safran Electronic & Power i Zodiac Electronic & Power, grupa Safran jest głównym dostawcą rozwiązań w zakresie wytwarzania, konwersji i dystrybucji energii w samolotach. niektóre informacje, które opublikowali.
Tales:
Thales jest głównym dostawcą urządzeń do konwersji, dystrybucji i wytwarzania energii. Rozwijają swoje możliwości w zakresie systemów elektrycznych dla bardziej elektrycznego samolotu. Oto, co przekazali
Crane Aerospace & Electronics
Crane jest tradycyjnym i historycznym dostawcą sprzętu dla Airbusa, Boeinga… Ich możliwości DC DC dotyczą małych konwerterów mocy, systemu zarządzania akumulatorami oraz dystrybucji i zarządzania siecią DC, które można dostosować i mogą obejmować moduł konwersji. Więcej informacji tutaj.
KGS Aerospace:
KGS ma dość dużą linię produktów konwerterów mocy, w tym konwertery DC DC. Ich produkt DC DC koncentruje się na problemach konwersji wtórnej przy niskim zapotrzebowaniu na moc. Więcej informacji o ich możliwościach.
UTC:
Największy dostawca sprzętu lotniczego jest naprawdę zaangażowany w projektowanie bardziej elektrycznych samolotów. Nawet jeśli koncentrują swoje wysiłki na dystrybucji i wytwarzaniu energii, nadal są interesującym aktorem, o którym warto wspomnieć w tym temacie. Zobacz ich pracę na Boeingu 787.
Astrona:
Korporacja Astronics jest również tradycyjnym aktorem zaangażowanym w dystrybucję i wytwarzanie konwersji Aircraft Power. Astronics jest szczególnie zaangażowany w systemy konwersji mocy w kabinie, takie jak zasilanie fotela pasażera, zasilanie kuchni… Obecne portfolio produktów Astronics nie pokazuje systemu zasilania dla zastosowań większych niż 7 kW. Oto więcej informacji na temat ich możliwości.
Nowi gracze:
Siemens:
Niemiecka firma była bardzo aktywna w ciągu ostatnich kilku lat, wykazując duże partnerstwa i projekty badawczo-rozwojowe w zakresie rozwoju lotów elektrycznych. Główne projekty w fazie rozwoju to Airbusa EfanX, City Airbus, Siemens Magnus eFusion,…
Firma koncentruje swoje wysiłki rozwojowe na elektrycznym systemie napędowym, konwersji mocy (DC-AC i DCDC), dystrybucji mocy dla różnych klas mocy.
Tame-Power jest dostawcą rozwiązań do konwersji energii dla przemysłu motoryzacyjnego i przemysłu z możliwością dostosowywania do potrzeb lotniczych. Istniejąca linia produktów przetwornic DC DC ma moc wyjściową od 3,5kW do 80kW z chłodzeniem cieczowym, wentylatorem, naturalnym chłodzeniem.
****
Powyższa lista zostanie zaktualizowana. Jeśli jesteś dostawcą rozwiązań i nie jesteś wymieniony w tym artykule, skontaktuj się z nami. Użyj następujący formularz kontaktowy, nie zapomnij wspomnieć o tytule artykułu i dołączyć link do strony o możliwościach Twojej firmy.
AerospaceExport.com
