Спрос на электромобили, функционирующие исключительно на электротяге, и на гибридные электромобили растет в связи с увеличением выбросов углекислого газа в атмосферу. В отрасли авиаперевозок наблюдается схожая тенденция – анализируется стоимость и изучаются преимущества использования самолетов с электропитанием. Если удастся сократить расходы на инфраструктуру авиасообщений, появится возможность расширить географию авиаперелетов до обделенных вниманием и удаленных регионов.

Компания Ampaire (Хоторн, шт. Калифорния) занимается реализацией этой идеи, разрабатывая экологичные, безопасные и бесшумные электросамолеты с небольшой стоимостью. По сравнению с традиционными самолетами, в которых используются двигатели внутреннего сгорания (ДВС), расходы на топливо электросамолетов сократятся на 90%, на техническое обслуживание – на 50%, шум при взлете и посадке снизится на 66%, а уровень выхлопных газов станет нулевым.

Компания Ampaire разрабатывает экологичный, безопасный и бесшумный электросамолет с низкими затратами на техническое обслуживание

Переход на электротягу позволит только в США увеличить количество аэропортов с 500 до 5000. В результате люди, проживающие в удалённых районах, получат доступ к услугам региональных авиалиний, а местные авиаперевозки станут рентабельнее за счет снижения эксплуатационных расходов.

Экологичные авиаперелеты

На стадии создания и испытаний опытного образца компания Ampaire создала архитектуру сдвоенного источника питания, обеспечивающую резервирование в сценариях   предварительных испытательных полетов, чтобы оценить и разработать методы распределения мощности и двигательной нагрузки между электробатареями и ДВС в зависимости от полезной нагрузки, средней скорости и траектории полета.

В прототипе модернизированного самолета Cessna 337 Skymaster, созданного компанией Ampaire, применяется параллельная гибридная архитектура: стандартный двигатель внутреннего сгорания находится в задней части самолета, а электропривод – в передней. Во время полета мощность динамически распределяется между обеими силовыми установками, что позволяет оптимизировать скорость, питание, потребление топлива или шум.

Решения на базе компонентов с высокой удельной мощностью ускоряют разработку опытных образцов

Система электропитания прототипа самолета Ampaire состоит из высоковольтной аккумуляторной батареи на 500–738 В. Поскольку типовые бортовые системы управления и контроля работают от 28-В источника питания, потребовалось решение на основе DC/DC-преобразователя, функционирующее в широком диапазоне входного напряжения c хорошо стабилизированным  напряжением 28 В на выходе. Поскольку  первичным источником является высоковольтная батарея, необходима гальваническая развязка, а требуемая номинальная мощность должна достигать 500 Вт.

Группе разработчиков Ampaire также потребовалось, чтобы модуль электропитания был не велик по размерам, обладал высоким КПД, позволял использовать относительно простую систему охлаждения и ускорить работы по  созданию прототипа и вводу в производство. Разработчики не пожелали проектировать или использовать платы для силового преобразователя.

С учетом этих требований проектная группа Vicor предложила осуществлять силовое преобразование и стабилизацию в два этапа, чтобы оптимизировать эффективность и плотность мощности, а также упростить управление тепловым режимом. Шинный преобразователь с

Постоянным коэффициентом преобразования (BCM) позволяет изолировать и понизить высокое напряжение

батареи. За ним установлен низковольтный DC/DC-преобразователь для стабилизации выходного напряжения шинного конвертера до 28 В.

Перспективы полетов на электротяге

Компания Ampaire входит в число лидеров рынка коммерчески привлекательных электросамолетов. Разработанная компанией модель самолета должна пройти испытания гавайским авиаперевозчиком MokuleleAirlines, который намеревается использовать самолеты Ampaire следующего поколения, выпущенные в промышленных масштабах, для перевозок на короткие расстояния между Гавайскими островами. Ожидается, что эти воздушные суда будут перевозить от 9 до 19 пассажиров на расстояние до 145 км между Гонолулу и Кахулуи.

V384ru

Andy Maughan

Director of Business Development Mass Market EMEA

Vicor UK Ltd

Mobile: +44 (0) 7909-966-580

www.vicorpower.com