Будущее городской воздушной авиации

Электрические самолеты с вертикальным взлетом и посадкой (eVTOL) произвели революцию в аэрокосмической отрасли, подобно тому, как электромобили изменили автомобильную промышленность. За последние 12 лет индустрия eVTOL привлекла инвестиции в размере 12,8 млрд долларов США1, стимулировав проекты развития примерно 200 компаний по всему миру. Эти самолеты универсальны и особенно подходят для городских перевозок. Появление eVTOL означает появление воздушных такси, предлагающих более экологичные, быстрые и эффективные перевозки из городских районов в аэропорты, готовые заменить существующие вертолетные службы. Кроме того, самолеты eVTOL сводят к минимуму шум и загрязнение воздуха и потенциально могут работать круглосуточно. Кроме того, самолеты eVTOL предназначены для обеспечения как вертикального, так и горизонтального движения. Будучи меньше и легче, чем обычные самолеты, конструкции eVTOL должны включать в себя прочные материалы для обеспечения безопасности и производительности.

Каждый выбор дизайна имеет значение в процветающем мире самолетов eVTOL. Этот новый рубеж воздушной городской мобильности ставит перед инженерами множество задач, включая управление питанием и данными в суровых условиях полета. В основе этой задачи лежит разработка эффективной системы управления батареями (BMS). Этот важнейший компонент гарантирует максимальную производительность, безопасность и максимальную продолжительность работы источника энергии самолета. Здесь мы исследуем решающую роль мощности и целостности сигнала в BMS для конструкций eVTOL.

BMS в eVTOL: почему это важно

Основным источником питания для самолетов eVTOL являются большие литий-ионные батареи, подобные тем, которые используются в электромобилях. Тем не менее, требования услуг eVTOL в буквальном смысле поднимают проблему управления питанием на новый уровень. Когда дрон находится в воздухе на высоте тысяч метров, любая неисправность батареи или системы питания может иметь серьезные последствия.

BMS имеет решающее значение для поддержания работоспособности батареи, постоянно отслеживая и контролируя такие параметры, как ток, напряжение и температура. Это обеспечивает оптимальную производительность и эффективность и способствует безопасности пассажиров. Ошибка или сбой в системе BMS может привести к опасным ситуациям, например к резкому падению высоты из-за потери питания. Поэтому каждый компонент BMS, включая межсоединения, должен выбираться и проектироваться с осторожностью.

Выбор идеальных разъемов

Выбор правильных разъемов для систем управления батареями eVTOL — многогранная задача, требующая учета различных жизненно важных факторов. Ограниченный по площади характер eVTOL, которые в значительной степени зависят от электрической тяги, требует компактных компонентов, которые занимают минимальное пространство на плате и имеют низкий профиль. Эта компактность также должна распространяться на разъемы, поскольку аккумуляторные блоки eVTOL часто содержат множество литий-ионных элементов. Компактные разъемы с плотным расположением контактов могут упростить сбор данных, способствуя эффективному управлению батареями.

Соображения по весу не менее важны из-за строгих ограничений по весу в конструкциях eVTOL. Как фюзеляж, так и бортовые компоненты должны быть легкими, чтобы максимизировать пассажировместимость или грузоподъемность, тем самым повышая эксплуатационную эффективность самолета. Помимо размера и веса, важны надежность и прочность. Для безопасности пассажиров разъемы должны обеспечивать длительный срок службы без сбоев и выдерживать суровые условия, включая удары, вибрации и экстремальные температуры.

Еще одним важным фактором является восприимчивость к электромагнитным помехам (EMI). Учитывая близость этих компонентов к различным источникам электроэнергии, экранирование от электромагнитных помех является обязательным условием для предотвращения ухудшения качества данных, которое может неблагоприятно повлиять на решения системы управления батареями.

Говоря о качестве, важно работать с поставщиками разъемов, которые придерживаются всемирно признанных стандартов качества. Учитывая ужасные последствия, к которым могут привести незначительные отклонения в производстве в аэрокосмической отрасли, обеспечение полной воспроизводимости продукции не подлежит обсуждению. Тщательный учет этих факторов обеспечит поставку на рынок безопасных, надежных и эффективных решений eVTOL.

Соединители: обеспечение целостности соединения в eVTOL BMS

Компания Теллур Электроникс и ее соединители выделяются среди поставщиков соединителей, соответствующих указанным выше критериям. Эти высоконадежные разъемы разработаны для суровых условий и рассчитаны на вибрацию, удары и экстремальные температуры, характерные для сред eVTOL. Соединители обладают устойчивостью к ударам 100G, ударам 40G и вибрации 10G, могут выдерживать ток 3 А (3,3 А на отдельный контакт) и могут работать при экстремальных температурах от -55°C до +125°C. В них используется запатентованная компанией Harwin четырехштырьковая технология бериллиево-медных контактов, обеспечивающая высокую механическую и электрическую устойчивость. Это обеспечивает целостность соединения без потери данных — жизненно важная функция для поддержания точной и надежной работы BMS.

Небольшая и легкая конструкция разъемов делает их отличным выбором для eVTOL, где пространство и вес являются серьезными конструктивными ограничениями. Но не позволяйте их размеру обмануть вас — их прочность и надежность никоим образом не скомпрометированы. Эти разъемы могут выдерживать высокие уровни ударов и вибрации при оптимальном функционировании.

Разъемы также обладают низкой чувствительностью к электромагнитным помехам, что имеет решающее значение для обеспечения качества данных, отслеживаемых и контролируемых BMS. Благодаря различным доступным механизмам фиксации эти соединители обеспечивают гибкость, позволяя инженерам найти наилучшее соответствие доступному пространству и условиям эксплуатации.

Заключение

Революция eVTOL уже здесь, и она переопределяет городскую мобильность, какой мы ее знаем. Поскольку компании по всему миру борются за то, чтобы поднять свои самолеты в небо, им приходится решать множество сложных задач проектирования, включая внедрение надежной и эффективной BMS. Поскольку мы раздвигаем границы технологий и транспорта, каждый компонент, каждая деталь и каждый выбор дизайна имеют значение.