Super výkonný motor by mohol zdvojnásobiť dolet elektrických lietadiel

Väčší výkon zvyčajne prináša väčšiu hmotnosť prostredníctvom väčších alebo početnejších motorov a komponentov pohonu. Je to jednoduché, intuitívne pravidlo, ktoré sa ťažko porušuje, ale zdá sa, že spoločnosť H3X má jeden veľmi účinný recept. Jej komplexná stratégia na zníženie hmotnosti, optimalizáciu účinnosti a zvýšenie výkonu zahŕňa použitie jediného aditívneho chladiaceho plášťa na chladenie statora motora aj výkonovej elektroniky, zlepšenie konštrukcie statorového vinutia a optimalizáciu elektromagnetiky.

Skrátka, spoločnosti H3X sa darí napchať svoje kompaktné integrované motory poriadnym pomerom výkonu a hmotnosti. Jej súčasný rad motorov pozostáva z troch modelov, ktorých vrcholom je 200-kW model HPDM-250. Motor s hmotnosťou 18,7 kg váži o niečo viac ako plánovaná jednotka 250 s hmotnosťou 15 kg z roku 2020, najmä vďaka integrovanej prevodovke s pomerom 6,7 : 1, ale stále dosahuje pôsobivú hustotu výkonu 10,7 kW / kg. Okrem toho dosahuje lepšiu ako pôvodne navrhovanú špičkovú účinnosť systému 95,4 %.

Pre porovnanie, motor HPM-400 britského výrobcu Equipmake, ktorý predstavil v roku 2023 ako jednotku, ktorú „považoval“ za najvýkonnejšiu na svete, má hustotu 13,3 kW / kg. Spoločnosť Equipmake však svoj údaj vypočítala na základe špičkového výkonu, nie trvalého výkonu. Model HPDM-250 spoločnosti H3X ho teda o kúsok prekonáva s hustotou špičkového výkonu 13,4 kW / kg. K pôsobivým číslam HPDM prispieva aj skutočnosť, že spoločnosť H3X integruje menič do svojho 18,7-kilogramového motorového balíka, zatiaľ čo menič Equipmake je samostatný 10-kilogramový komponent.

Jednoducho povedané, HPDM je výkonovo hustý stroj svetovej triedy a jeho rodina sa teraz zväčšuje a výrazne zvyšuje svoj výkon. Spoločnosť H3X v utorok oznámila, že uzavrela kolo financovania série A v hodnote 20 miliónov dolárov a plánuje použiť tieto peniaze na vývoj ďalších troch motorov v rade: HPDM-350, 1500 a 2300, čím posunie svoju technológiu do megawattovej triedy.

„Sme na ambicióznej ceste stať sa popredným svetovým dodávateľom pokročilých elektromotorov,“ povedal Jason Sylvestre, spoluzakladateľ a generálny riaditeľ spoločnosti H3X. „S pozoruhodnou rýchlosťou sme dokázali, že táto technológia funguje a zohráva kľúčovú úlohu pri umožňovaní udržateľného letectva, dekarbonizácii námorného a priemyselného sektora a odomykaní elektrifikovaných obranných technológií novej generácie.“

Spoločnosť H3X zverejnila predpokladané špecifikácie modelu HPDM-1500 a odhaduje, že bude vážiť 125 kg. Motor vyvinie 1 500 kilowattov nepretržitého výkonu, čo znamená, že jeho hustota výkonu by mala prekonať HPDM-250 a dosiahnuť 12 kW / kg nepretržite.

Tento údaj je celkom pozoruhodný, pretože sa rovná cieľovej referenčnej hodnote, ktorú stanovila americká vládna agentúra Advanced Research Projects Agency-Energy (ARPA-E) prostredníctvom svojho programu ASCEND, aby pomohla pri vývoji jednoposchodového elektrického osobného lietadla s nulovou čistou spotrebou energie, ktorého veľkosť je porovnateľná s lietadlom Boeing 737. Agentúra určila, že na to, aby takéto lietadlo zvládlo typický päťhodinový let, je potrebná hustota trvalého výkonu 12 kW / kg alebo viac.

Súčasné pohonné systémy lietadiel pracujú v rozsahu 3 až 4 kW / kg, odhaduje spoločnosť H3X, ktorá tiež predpokladá, že v niektorých lietadlách by sa dolet mohol účinne zdvojnásobiť, ak by sa vymenili existujúce pohonné systémy za jej jednotky s vysokou hustotou výkonu. V rámci tohto výpočtu by sa hmotnosť ušetrená použitím motorov HPDM pridelila na pridanú kapacitu batérie.

Okrem elektrických lietadiel a eVTOL strojov s vertikálnym vzletom a pristátím vyvíja spoločnosť H3X svoje motory novej generácie s vyšším výkonom aj pre aplikácie, ktoré zahŕňajú veľké námorné plavidlá, ako sú trajekty, remorkéry a ponorky, priemyselné zariadenia a elektrické lokomotívy. Rad HPDM je tiež určený na použitie v hybridných systémoch, a to ako motory aj ako generátory. Vďaka dutým hriadeľom sú jednotky HPDM navrhnuté na modulárne stohovanie a spoločnosť H3X uvádza, že by sa mohlo stohovať až šesť motorov s výkonom 1 500 megawattov na celkový výkon až 9 megawattov.

Spoločnosť H3X navrhuje, testuje a vyrába svoje motory vo svojej centrále s rozlohou 17 000 m² neďaleko amerického Denveru. Okrem vývoja ďalšej série motorov spoločnosť vyčlení časť z 20 miliónov dolárov zo série A na rozšírenie výroby a plnenie existujúcich zmlúv.