consumo de combustibles fósiles, contaminación del aire, dióxido de carbono (CO2) están impulsando la demanda mundial de vehículos eléctricos puros (EV) y vehículos eléctricos híbridos (HEV). Esto refleja el reconocimiento de que la electricidad es esencial para limitar la huella de carbono del transporte motorizado.
La industria de la aviación está experimentando una evolución similar, analizando las ventajas de costo y rendimiento de la aviación eléctrica, lo que lleva a una expansión significativa del mercado. Si se pueden reducir los costos de la infraestructura de viajes aéreos, será más factible expandir los viajes aéreos a áreas remotas y desatendidas. El futuro del transporte aéreo será radicalmente diferente del presente, con servicios de ‘taxi aéreo’ de corta distancia ahora disponibles en aeropuertos y puntos de conexión en todo el mundo.
Amperio (Hawthorne, Calif.) se compromete a hacer que volar sea accesible para más personas desde más aeropuertos mediante el desarrollo de aeronaves eléctricas más ecológicas, de menor costo y más silenciosas.
Ampaire es un avión totalmente eléctrico con cero emisiones de escape, un 90 % menos de costes de combustible, un 50 % menos de mantenimiento y un 66 % menos de ruido durante el despegue y el aterrizaje (en comparación con los aviones convencionales propulsados por combustión interna). .
Ampaire estima que el cambio a la propulsión eléctrica podría aumentar diez veces la cantidad de destinos de aerolíneas viables solo en los Estados Unidos, de 500 a 5,000 aeropuertos, y se podría lograr una expansión similar en todo el mundo. Las personas que viven en áreas remotas tendrán un acceso mucho más fácil al transporte aéreo regional, y las aerolíneas regionales que luchan por lograr la rentabilidad debido a los altos costos operativos estarán bien posicionadas para prosperar.
Tabla de contenido
Energía más ecológica y limpia para los viajes aéreos
Actualmente en la etapa de prototipo, Ampaire se utilizará en escenarios de vuelo de prueba iniciales para la evaluación y el desarrollo de técnicas para dividir la potencia y las cargas de propulsión entre combustible y fuentes de energía según la carga útil, la velocidad de crucero y el vuelo. que permite la redundancia durante – Se requiere pase.
El prototipo Ampaire actual, un Cessna 337 Skymaster reacondicionado, cuenta con una hélice propulsada por un motor de combustión interna estándar en la parte trasera de la aeronave y una hélice eléctrica en la parte delantera, formando una arquitectura híbrida paralela en línea. La potencia en vuelo se comparte dinámicamente entre ambos sistemas de propulsión para optimizar la velocidad, la potencia, el consumo de combustible y el ruido.
En futuras etapas de desarrollo, se espera que el motor de combustión interna se utilice principalmente durante el despegue y el ascenso, mientras que el motor eléctrico sirva como mecanismo de propulsión principal durante la navegación. Se espera que las innovaciones en curso conduzcan a aviones totalmente eléctricos que brinden transporte aéreo de corta distancia sin depender de la gasolina o el dióxido de carbono.2 emisiones Las innovaciones paralelas reducirán el tamaño y el peso de la batería y la tecnología de almacenamiento de energía, lo que permitirá una mayor eficiencia energética y distancias de vuelo más largas.
Soluciones de componentes de potencia de alta densidad esenciales para la creación rápida de prototipos
El sistema de suministro de energía del prototipo de avión Ampire consiste en un paquete de baterías de alto voltaje con un rango de voltaje de suministro de 500-738 V. Un sistema típico de control y monitoreo de aviónica funciona con un suministro de 28 V, por lo que se puede utilizar una solución de convertidor CC/CC. Funcionaba con una amplia gama de entradas y tenía que estar estrictamente regulado a una salida de 28 V. La batería de alto voltaje requería aislamiento y los parámetros de carga requerían una potencia nominal de hasta 500 W. El equipo de diseño de Ampaire también solicitó el tamaño compacto de la solución, la alta eficiencia, la solución de administración térmica simple, la creación rápida de prototipos y el rápido tiempo de desarrollo. fabricación. Además, el equipo de diseño no quería diseñar ni utilizar una placa de circuito para el convertidor de potencia.
Estos requisitos de diseño llevaron al equipo de ingeniería de Vicor a recomendar dos etapas de conversión y acondicionamiento de energía para optimizar la eficiencia y la densidad de energía y simplificar la gestión térmica. Las soluciones modulares de suministro de energía de Vicor simplifican los diseños aeroespaciales y reducen el tiempo de comercialización. En la primera etapa, un convertidor de bus de relación fija (BCM) aísla y reduce el voltaje de suministro alto de la batería, y en la segunda etapa, un convertidor de CC/CC de bajo voltaje (DCM) regula la salida del convertidor de bus a Con un nivel de potencia de 28 V. 500 W y un fuerte deseo del equipo de Ampire de evitar el montaje en placa de circuito, se eligió el paquete VIA por su montaje en chasis y ventajas térmicas. El paquete VIA incorpora filtrado, protección contra sobrevoltaje y sobretemperatura y una interfaz de control PMBus para simplificar los comandos generales del sistema de energía. Este enfoque modular aseguró la creación rápida de prototipos y un rápido tiempo de producción para esta solución altamente integrada.
de Voltaje ultra alto (UHV) BCM4414 VIA se seleccionó en la primera etapa y se combinó con el compañero DCM3414 VIA en la segunda etapa. Ambos dispositivos están alojados en una carcasa de subsistema de aluminio fundido a presión compacta, montados en el chasis y acoplados térmicamente a la carcasa para proporcionar refrigeración pasiva y protección contra los impactos/vibraciones graves inherentes a las aplicaciones aeroespaciales. Los componentes BCM y DCM permiten capacidades de conexión en paralelo rápidas y sencillas que ayudan a los diseñadores de Ampire a escalar a niveles de potencia más altos en futuras aeronaves.
Ultra alta presión BCM4414
Un enfoque modular que escala para cumplir con los estrictos requisitos de la aviación
La modularidad general y la escalabilidad de la solución modular de Vicor permitieron a los ingenieros de Ampire obtener importantes ventajas de diseño con respecto a las voluminosas fuentes de alimentación tradicionales de “caja plateada”. Los beneficios de estas tecnologías de energía se complementan con el legado comprobado de Vicor de brindar calidad y confiabilidad de grado militar y aeroespacial. En el sector de tecnología de aviación altamente regulado, esto ayuda a agilizar los ciclos de verificación y certificación. Esta facilidad de certificación de componentes será un gran activo a medida que Ampire haga la transición de su actual arquitectura de tren motriz híbrido modificado a un sistema de propulsión completamente eléctrico.
El futuro del vuelo eléctrico
Ampaire es uno de los líderes en el mercado de la aviación eléctrica y vuela aviones que demuestran viabilidad comercial. Ese avión prototipo está programado para ser probado por Mokulele Airlines, con sede en Hawái. Mokulele Airlines espera emplear la próxima generación de aviones Ampere de producción comercial para vuelos de corta distancia a través de las islas hawaianas. El futuro avión de producción de Ampere transportará de nueve a 19 pasajeros y viajará una distancia de 90 millas desde Honolulu a Kahului.
Los convertidores BCM VIA y DCM VIA de alta densidad de Vicor han ayudado a Ampaire a ofrecer una cadena de energía de grado aeroespacial altamente eficiente para una nueva era de transporte y viajes aéreos ecológicos. Mientras Ampaire se prepara para despegar, toda la industria de las aerolíneas está observando de cerca y anticipando ansiosamente su ascenso.