המונחים: The Power Behind Urban Air Mobility

הופעתה של מטוס הדחף האנכי החשמלי והנחתה (eVTOL) מציינת רגע מרכזי בתחבורה.כאשר ערים צומחות צפופה יותר ועומס גובר, כלי הרכב הללו מבטיחים לפתוח את הממד השלישי לנסיעות קצרות-ליום-מיום-טווח.בלב כל eVTOL הוא מערכת הכוח שלה, הקובעת טווח, תשלום, רעש, בטיחות, וטביעה שתי גישות עיקריות: כוח חשמלי לחלוטין, ואווירה, בין מפעילי דלק, לבין תאים היברידיים, אשר משלבים, אשר משלבים, לבין מפעילי דלק חיוניים, אשר משלבים, אשר משלבים, ציוד תחבורה, או כלי רכב, אשר משלבים, או מפעילי דלק, אשר משלבים בין מפעילי תחבורה היברידיים, לבין תאים חשמליים, אשר משלבים, לבין מפעילי תחבורה היברידיים, לבין מפעילי תחבורה, לבין מפעילי דלק, אשר משלבים, כלי רכב.

מערכות EVTOL Power Systems

מערכות חשמל מלאות

(ב) ערכות סוללות אלקטרוניות מלאות (VTOLs) מסתמכות אך ורק על מכסה חד-ממדי (או על בסיס מוצק) סוללות סוללות לארוז ולספק אנרגיה למכוניות חשמליות מרובות נהיגה להרים ומסתובבות.המטוסים האלה מעוצבים סביב הנעה חשמלית (DEP), המציעה שיפורים מולדים ובקרת מדויקת.

מערכות היברידיות-חשמליות

(היברידיים EVTOLs משלבים מנוע של בעירה על הסיפון, טורבינות, או תא דלק עם הנעה חשמלית.ברוב האדריכלות ההיברידיות, המנוע מניע גנרטור אשר גובה סוללות ו / או מנועים ישירות, המאפשר למטוס לפעול במצב חשמלי בלבד עבור פליטות, נחיתה, ופטורים נמוכים של סוללות, בעוד מנוע הבעירה משתרע במהלך השייט ביעילות מול מערכות אחסון אנרגיה נוספות, לעומת זאת, כולל דרישות סוללות מהירות יותר מ-F.

ניתוח השוואתי של מערכות חשמל היברידיות וחשמליות

הכחשת אנרגיה ויציבות

הפרמטר הקריטי ביותר עבור מערכות חשמל של EVTOL הוא צפיפות אנרגיה.בטרי היום לאחסן כ 40 פעמים פחות אנרגיה לקילוגרם מאשר דלק סילון. בעוד מנועים חשמליים להמיר מעל 90% של אנרגיה מאוחסנת למניעה, יעילות ברמת המערכת של היברידית היא נמוכה יותר כי מנוע ההבעירה פועל ב -30-40% יעילות תרמית, והשרשרת המפעילה מוסיפה הפסדים נוספים, אך מכיוון שהיא נושאת כל כך הרבה יותר אנרגיה היברידית, בטווח הארוך, בטווח הארוך ביותר של 50-TO, עד כה, עד לרמה של פחות יעיל יותר, עד 50 עד 40 ק"מ"מ"ל, עד 40 עד ל-TO, כך, עד 40.

טווח ו- Payload

אלקטרונים חשמליים מלאים כיום מכוונים ניידות אווירית עירונית (UAM) של 20-60 קילומטרים עם 1-4 נוסעים בתוספת טייס.המסה ההיברידית הנדרשת למרחקים ארוכים יותר קיבולת מטען מהירה, המוביל לעקומה ירידה של תשואה.לדוגמה, חבילת סוללות של 1,000 ק"ג עשויה להניב טווח של 100 קילומטר עם 300 ק"ג; הכפלת הסוללה ל-2,000 ק"ג עשויה לספק רק טווח חשמלי אטרקטיבי של צריכת דלק זה לא יכול לשאת בטווח של 300 ק"מ בלבד.

עלויות תפעול

חשמל eVTOLs מבטיח עלויות תפעול נמוכות יותר של קילומטר כי חשמל זול יותר מאשר דלק תעופה על בסיס אנרגיה-שווה אנרגיה, מנועים חשמליים דורשים פחות תחזוקה מאשר מנועי הבעירה פנימית:0 מ"מKinsey ניתוח 1.00FLT 1 מציע כי מטוסים חשמליים מלאים יכולים להשיג עלויות תפעול של $ 50-0 $ לקילומטר עד 2030, בהשוואה ל 2 $- $ עבור עלויות נסיעה גבוהות יותר, 000, 000 יותר, 000, 000 יותר, 000 $ יותר עבור עלויות נסיעה לטווח גבוה יותר, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 $ יותר, 000, 000 $ יותר עבור עלויות נסיעה גבוהה יותר, 000, 000 $ יותר, 000 $ יותר עבור עלויות נסיעה גבוהה יותר, 000 יותר, 000, 000, 000 $ יותר, 000 יותר, 000, 000 $ יותר, 000 $ יותר, 000 $ יותר עבור עלויות נסיעה גבוהה יותר, 000 $ יותר עבור יותר עבור יותר, 000 $ יותר עבור עלויות נסיעה גבוהה יותר, 000 $ יותר עבור יותר עבור יותר, 000 $ נסיעה לטווח ארוך יותר עבור יותר עבור עלויות נסיעה לטווח ארוך יותר, 000 $ יותר, 000 $ נסיעה לטווח ארוך יותר, 000 $ יותר, 000 $ נסיעה, 000 $ נסיעה, 000, 000, 000, 000 $ יותר, 000, 000

רעש והודעות

(NNAS הוא גורם קריטי עבור קבלה קהילתית, במיוחד עבור מזהמים הממוקמים ליד אזורי מגורים.חשמל eVTOLs הם שקטים משמעותית יותר ממסוקים או כל מטוס עם מנועי הבעירה, כי רעש הלהב הגבוה מכווץ על ידי פליטות אוויריות איטיות יותר, אופטימיזציה של דלקים ריקים או היעדר של דלק היברידית (VTOLL) חייב לנהל את הרעש החשמלי ואת הרעש של מנוע ה-COx מקיפים, במיוחד, אם כי אם כי יש צורך לקחת חלק מרכזי של דלק חשמלי של דלק חשמלי או מנוע חשמלי רגיל (אוטבק) או מנועים).

תחזוקה וגמישות

סימולציות מניעות אמינות.מכלי חשמל מלאים יש חלק מהחלקים המרגשים של כל מערכת היברידית: לא פימונים, שסתום, crankshafts, מזרקים דלק, או מערכות ממצה.זה מקטין את ההסתברות של כשל מכני ותחת שעות תחזוקה נמוכות יותר של ציוד תחזוקה. Electric הם גם מאוד מחוספסים על פני מספר רב של רוטטים, ומאפשר המשך של טיסה לאחר מערכת הפעלה אוטומטית דורש שימוש במנועים או מנועים אחרים.

טכנולוגיית סוללות והכביש להכחשה באנרגיה גבוהה יותר

(העתיד של סוללות אלקטרוניות לחלוטין של אקונום על פריצות דרך סוללות.תאים הנוכחיים של ליתיום-יון מציעים כ-250-300 Wh/kg ברמת התא, אבל אינטגרציה החבילה מפחיתה את זה ל-200-250 Wh / ק"ג כדי להשיג טווחים מעשיים של 150+ ק"מ עם תוספת מספקת של תשלום, התעשייה זקוקה ל- 400-500 Wh/kg ברמת החבילה.

אדריכלות היברידית: סדרה, מקבילה וסדרה-Parallel

סדרת Hybrid (Range Extender)

בסדרה היברידית, מנוע ההבעירה הפנימי מניע גנרטור המספק חשמל למנועים ו / או לטעון את הסוללה.המנוע לעולם לא מניע באופן מכני את הרוטור ישירות.זה מקטין את מהירות המנוע מהמהירות המסתובבת, ומאפשר למנוע לפעול ב- RPM היעיל ביותר שלה.הסוללה פועלת כ-bu, טיפול בדרישות כוח טרנספורמטיביות במהלך השתלטות ו-Holingsicing series הם פשוט יותר מאשר מפתחיטריום 1FVpt.

המונחים:

היברידית מקבילים מאפשרת גם המנוע החשמלי וגם מנוע ההבעירה לנהוג ברוטבים, באופן אישי או יחד.זה דורש תיבת הילוכים מורכבת יותר או מצמדות אבל יכול להציע כוח שיא גבוה יותר מאז מקורות הכוח ניתן לסכם. היברידיות מקבילים יכול להיות יעיל יותר בשיוט אם המנוע יכול ישירות לנהוג את הרוטור, חיסול הפסדי גנרטור.עם זאת, ההפיכה המכנית מוסיפה משקל ולהפחית את היתרונות האדומים של הנטורינג החשמלי של המפוזר.

סדרת הדרמה-Parallel (Dual-Mode)

כמה אדריכלות מתקדמת מאפשרת מעבר בין סדרות וצורות במקביל לייעל את היעילות של שלבים שונים לטיסה.לדוגמה, ההשתלטות והטיפוס עשויים להשתמש רק בחשמל או בפסילה לרעש נמוך, בעוד השייט יכול לעסוק במנוע נהיגה ישיר כדי להפחית הפסדים.

דרישות תשתית לכל מערכת חשמל

רשתות טעינה עבור eVTOLs

סוללה אלקטרונית מלאה אלקטרונית ו-VTOLs דורשת רשת צפופה של תחנות טעינה בעוצמה גבוהה ב- vertiports. סוללה טיפוסית 50-80 קילוואטה צריך להיות recharged ב 10-20 דקות כדי לשמור על קצב תפעולי.זה דורש תשתיות טעינה המסוגלות 300-500 קילוואט, בדומה ל- 50-99 כבדות מטען חשמלי של כלי רכב חשמליים, עם זאת, רשת החשמל במקומות רבים עשויים להיות צורך שדרוגים לטיפול בהתקפות מרובות של 5 פעמים במקביל, אך עשוי להיות מצריך בדיקות סוללות, אך ורק לאחר מכן, אך ורק לאחר מכן, אשר עשוי להיות מקבצי סוללה, אך ורק לאחר מכן, אשר עשוי להיות מקבצי סוללה, אשר עשוי להיות מקבצי סוללה של 5 דקות נוספות, אך ורק לאחר מכן, אשר עשוי להיות מקבצי סוללה, אך עשוי להיות מקבצי סוללה, אך עשוי להיות מצריך בדיקות סטנדרטיות, אך ורק לאחר מכן, אך ורק לאחר מכן, אשר עשוי להיות מקבצי סוללה של כמה דקות, אשר עשוי להיות מקבצי סוללה של 5 דקות מקבצי סוללה של 5 דקות ספורות, אשר עשוי להיות מקבצי סוללה של 5 דקות, אך ורק לאחר מכן, אשר עשוי לדרוש, אך ורק לאחר מכן, אשר עשוי להיות מקבצי סוללה של כמה דקות ספורות לאחר מכן, אך ניתן למדוד אתחוללת

דלק ותחזוקה של eVTOLs היברידית

היברידית eVTOLs יכול להשתמש תשתיות דלק תעופה קיימות, כולל Jet A-1 או ללא פגע Abgas, או טיפות דלקים תעופה בר קיימא (SAF) Reדלק לוקח דקות, ואת הרחבה לטווח פירושו פחות עצירות עם זאת, תשתיות תחזוקה עבור מערכות היברידיות הוא יותר akin לסוללות מסורתיות, הדורשות מכניקה מיוחדת עבור מנוע והפעלה.

סליחות ודרכות

הסמכה של מטוס eVTOL היא מכשול גדול עבור עיצובים חשמליים היברידיים.הממשל התעופה הפדרלי (FAA) וסוכנות בטיחות התעופה האירופית (EASA) הקימו כיתות מיוחדות או קטגוריות עבור eVTOLs (למשל, קטגוריית ההנעה ההיברידית של FAA) אך יש צורך בתקני אישור ראשוניים לתקני דלק נוזליים מסוג VTO 5, אך יש צורך בתקני אבטחה מיוחדים נוספים של מערכת דלק מסוג VTO-F) אך באופן קבוע יותר, אך יש צורך בתקני דלק מאובטחים, אך ורק לאחר מכן, אך ורק לאחר מכן, אך ורק בתנאי אבטחה וסטנדרטים נוספים, אך ורק בתנאי אבטחה וסטנדרטים של מערכת דלק מאובטחים של מערכת דלק מאובטחים של VTO-F1, כולל מערכת הפעלה אלקטרומגנטיים).

שוק הנוף ומפתחים מובילים

(הופנה מהדף "ה-"מ" (ה-FLT) כולל גם את הסטארט-אפים המסורים והקימו ענקי אוויר (Falnal Giants) והקימו את חברת החשמל (FLT) ו-"Falves" (ה-Halph AirFLT) ב-20:2Archer Aviation AirFLT3, 000) ו-LNValator, אשר LT1, כולל את כל ה-FLT1, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000) ו-FLT) ו-FLT) LT) .

ניתוח איכות הסביבה וקיימות חיים

מעבר לסילוק פליטות של זנב, הערכה היברידית כוללת ייצור סוללות, הפקת דלק, הפסקת מחזור חיים, ושימוש קרקע עבור מזהמים. אלקטריק eVTOLs שינוי פליטות למפעל הכוח, כך עוצמת הפחמן של נושאים ברשת 1F2 עם חדירה מוגברת של דלק מתחדשת, מחזור החיים של מערכת אחסון חשמלי ו- SLT יכול להיות נמוך מ 50-70% בהשוואה ל-800 המיוצרים על ידי מאובנים, עם צריכת פחמן דו"חסין, אך ורק עם צריכת דלק היברידית, עם צריכת פחמן נמוכה יותר, אך ורקפת מים היברידית, עם צריכת דלק נוזלית, אך ורקפת מים היברידית, עם צריכת דלק נוזלית, עם צריכת דלק נוזלית, עם צריכת דלק נוזלית, עם סוללה ירוקה או פחמן נמוכה יותר, עם צריכת דלק נוזלית, עם סוללה נמוכה יותר מ-חמצני, עם צריכת דלק נוזלית, עם צריכת דלק נוזלית, עם צריכת דלק נוזלית, עם צריכת פחמן נמוכה יותר מ-חמצני נמוכה יותר מ-חמצני נמוכה יותר, עם צריכת פחמן נמוכה יותר, עם צריכת דלק נוזלית נמוכה יותר, עם צריכת חשמל היברידית, אך ורקפת מים נמוכה יותר, אך צריכת חשמל היברידית, עם צריכת פחמן נמוכה יותר, עם צריכת פחמן נמוכה יותר מ-חמצני נמוכה יותר מ-חמצני

תחזית: שימוש-Case Driven אימוץ

התעשייה מתמזגת על חזון שבו eVTOLs חשמליים היברידיים משרתים תפקידים משלימים (FLT:0) מוניות אוויריות של Wrban (Vrban) ל-Valbn, כולל סוללות היברידיות של דלק חשמליות (Verban) יכולות להגיע ל- 20 עד 50 ק"מ) במיוחד אם יש צורך בסוללות חשמליות בטווח הארוך (FLT:2portal) ו-FLT3, במיוחד בטווח הארוך (מתקני טיסה) ל- 40 ק"מ"מ"מ"מ"מ) של 20 עד 40 עד 40 עד 40 ק"מ"מ)

מסקנה: Power System Choice Define the Path Forward

מערכות חשמל היברידיות וחשמליות כל אחת מהן יתרונות ומגבלות ברורים עבור מטוסים של eVTOL. עיצובים חשמליים מלאים מציעים פשטות, עלויות הפעלה נמוכות, פעולה שקטה, אפס פליטות ישירות, מה שהופך אותם אידיאליים עבור סביבות עירוניות מאוכלסות בצפיפות האנרגיה הנוכחית של סוללות, מערכות היברידיות להרחיב את טווח, לספק יישומים מהירים יותר של דלק, ומציע גמישות תפעולית על חשבון מורכבות גבוהה יותר, תחזוקה, פליטה, וכמה אפשרויות בחירה בין אם זה לא משרתות לטווח ארוך טווח אבטחה, כמו גם על בסיס קבוע, כמו גם על בסיס דרישות לטווח ארוך טווח מבטיחות, כמו גם על בסיס קבוע של מערכת אבטחה, כמו גם על בסיס דרישות לטווח ארוך טווח אבטחה, כמו גם על בסיס דרישות מסחררומי סוללה, ומערכת גבוהה יותר, דרישות לטווח ארוך, ומערכת ניהולית, ומערכת ניהולית, דרישות לטווח ארוך טווח מבטיחות, אך מבטיחות, דרישות לטווח ארוך טווח מבטיחות, פיתוח לטווח ארוך טווח מבטיחות, מבטיחות, פיתוח מערכת ניהולית, תוך זמן, מבטיחות, אך מבטיחות, דרישות מסחררומי סוללה, דרישות לטווח ארוך, מבטיחות, מבטיחות, אך מבטיחות, דרישות לטווח ארוך, דרישות לטווח ארוך טווח אחריות, מבטיחות, מבטיחות, פיתוח לטווח ארוך טווח מסחר