Λύσεις Tethered Power για Δοκιμές Πτήσης Ελαφρών eVTOL

Τεχνική Λευκή Βίβλος Kitefly Tethered

Περίληψη

Η ταχεία πρόοδος της Urban Air Mobility (UAM) και η οικονομία χαμηλού υψομέτρου έχουν τοποθετήσει τα ελαφριά αεροσκάφη eVTOL στο επίκεντρο της παγκόσμιας αεροπορικής καινοτομίας. Η διασφάλιση ασφαλών δοκιμών πτήσης, η ικανότητα αιώρησης μεγάλης διάρκειας και η επικύρωση του συστήματος πρόωσης παραμένουν μια σημαντική πρόκληση για τους προγραμματιστές. Αυτή η λευκή βίβλος παρουσιάζει την αρχιτεκτονική τροφοδοσίας υψηλής τάσης tethered της Kitefly Tethered—συνδυάζοντας μια επίγεια παροχή υψηλής ισχύος, καλώδιο HV υψηλής αντοχής και ενσωματωμένη μονάδα ρύθμισης DC/DC—για να επιτρέψει ελεγχόμενες, συνεχείς και ενεργειακά σταθερές δοκιμές eVTOL. Μέσω μιας ολοκληρωμένης λύσης που διαθέτει το G40pro Ground Power System και το WF24 Onboard Regulation Module, αυτό το έγγραφο δείχνει πώς οι ομάδες μπορούν να πραγματοποιήσουν εκτεταμένες δοκιμές αιώρησης, προσομοιώσεις πλεονασμού, επαλήθευση ώσης και ρύθμιση ελέγχου πτήσης με ενισχυμένη ασφάλεια και επαναληψιμότητα. Η αρχιτεκτονική προσφέρει υψηλή απόδοση, μειωμένο λειτουργικό κόστος και συμβατότητα με πλατφόρμες ισχύος eVTOL επόμενης γενιάς.

1. Ιστορικό: Ανάπτυξη UAM και Προκλήσεις Δοκιμών eVTOL

Τα ελαφριά αεροσκάφη eVTOL αντιμετωπίζουν πολλαπλούς περιορισμούς κατά την πρώιμη ανάπτυξη:

l Περιορισμένη αντοχή κατά την αιώρηση

l Ατελής επαλήθευση αξιοπιστίας του συστήματος πρόωσης

l Αβέβαια περιθώρια ασφαλείας μπαταρίας

l Κίνδυνος συμβάντων απώλειας ελέγχου

Με την αύξηση της συχνότητας των δοκιμών, οι ομάδες Ε&Α χρειάζονται επειγόντως μια λύση που να διασφαλίζει:

l Ασφαλείς δοκιμές σε σταθερή περιοχή

l Δυνατότητα αντοχής υψηλής τάσης, υψηλής ισχύος

l Επαναλαμβανόμενα αεροδυναμικά και πειράματα ελέγχου πτήσης

l Άδεια για τη διεξαγωγή δοκιμών σε αστικό ή ρυθμιζόμενο εναέριο χώρο

Συστήματα tethered power έχουν επομένως γίνει ένα κρίσιμο εργαλείο για τους προγραμματιστές eVTOL.

2. Ρόλος των Tethered Systems στην Ε&Α Ελαφρών eVTOL

2.1 Μείωση του κινδύνου πτήσης στην πρώιμη ανάπτυξη

Ένα σύστημα tethered περιορίζει το υψόμετρο και την ακτίνα του αεροσκάφους, διατηρώντας το σε ένα ελεγχόμενο περιβάλλον δοκιμών.
Ακόμη και σε περιπτώσεις:

l Διακοπή ρεύματος

l Αστάθεια ώσης

l Ανωμαλίες ελέγχου πτήσης

…το αεροσκάφος δεν μπορεί να παρασυρθεί ή να ξεφύγει από την καθορισμένη ζώνη—βελτιώνοντας δραματικά την ασφάλεια.

2.2 Ενεργοποίηση αιώρησης μεγάλης διάρκειας & Δοκιμών Υψηλής Ισχύος

Οι παραδοσιακές μπαταρίες περιορίζουν τη διάρκεια των δοκιμών σε λίγα λεπτά.
Αυτό περιορίζει:

l Χαρτογράφηση καμπύλης απόδοσης κινητήρα

l Μετρήσεις σταθερότητας ώσης

l Δοκιμές εναλλαγής πλεονασμού πρόωσης

l Αξιολόγηση κραδασμών/θορύβου μεγάλης διάρκειας

Με την παροχή tethered power δεκάδων κιλοβάτ σταθερής εξόδου DC, οι δοκιμές μπορούν να διαρκέσουν ώρες, αποδίδοντας πολύ πιο αξιόπιστα δεδομένα.

2.3 Επιτρέποντας ασφαλείς δοκιμές σε αστικές ή περιορισμένες περιοχές

Οι δοκιμές ελεύθερης πτήσης απαιτούν συχνά αυστηρή κανονιστική έγκριση.

Αντίθετα, οι δοκιμές tethered εξουσιοδοτούνται ευκολότερα, καθώς το υψόμετρο και το φάκελο πτήσης είναι περιορισμένα.
Αυτό επιτρέπει τη δοκιμή σε:

l Αίθουσες δοκιμών εργοστασίων

l Ζώνες Ε&Α αεροδρομίων

l Βιομηχανικές περιοχές στα όρια των πόλεων

l Περιφραγμένοι χώροι δοκιμών eVTOL

3. Τυπικά σενάρια εφαρμογής

1. Δοκιμές αντοχής κινητήρα και μέγιστης απόδοσης

2. Αεροδυναμική, λεπίδα και έρευνα κραδασμών

3. Ρύθμιση αλγορίθμου ελέγχου πτήσης

4. Εναλλαγή συστήματος πρόωσης πλεονασμού

5. Προσομοίωση συνθηκών έκτακτης ανάγκης

6. Ελεγχόμενες δοκιμές σε ρυθμιζόμενο εναέριο χώρο χαμηλού υψομέτρου

Τα συστήματα Tethered διασφαλίζουν ότι οι δοκιμές είναι ασφαλείς, συνεχείς, επαναλαμβανόμενες και ελεγχόμενες.

4. Λύση δοκιμών ελαφρών eVTOL της Kitefly Tethered

Ένα πρόσφατο υπερπόντιο έργο Ε&Α ελαφρών eVTOL απαιτούσε:

l Εκτεταμένες δοκιμές αιώρησης

l Υψηλή τάση 1000 V DC είσοδος

l Δευτερεύουσα ρύθμιση σε 14S (60V) ενσωματωμένο δίαυλο ισχύος

l Συνεχείς, αδιάλειπτες δοκιμές αντοχής

Η Kitefly Tethered παρείχε μια ειδική αρχιτεκτονική δοκιμών.

4.1 Ground Power System — G40pro

Σχεδιασμένο για δοκιμές eVTOL υψηλής ισχύος

Είσοδος: 380 V AC (τριφασικό)
Έξοδος: 1000 V DC
Μέγιστη ισχύς: 30 kW

Βασικές δυνατότητες

l Σταθερή έξοδος HV για συστήματα πρόωσης άμεσης κίνησης

l Μέγιστο 30 kW για φορτία αιώρησης, αλλαγής βήματος και επιτάχυνσης

l Βιομηχανική μόνωση για ασφάλεια

l Συμβατό με καλώδια tether υψηλής τάσης για δοκιμές μεγάλης διάρκειας

4.2 Onboard Regulation Module — WF24

High-Voltage → 14S Power Bus Conversion

Μέγιστη ισχύς: 24 kW
Είσοδος: 800–1000 V DC
Έξοδος: 60 V (14S)

Το WF24 ενεργοποιεί

l Μετατροπή τάσης υψηλής απόδοσης

l Σταθερή έξοδος 24 kW για πτήση με μεγάλο φορτίο

l Συνεχής ισχύς για κινητήρες & αεροηλεκτρονικά

l Μηδενική πτώση τάσης ή διακύμανση υπό υψηλή ώση

5. Πλεονεκτήματα της αρχιτεκτονικής δοκιμών eVTOL της Kitefly Tethered

l Υψηλή ασφάλεια
Εξαλείφει τον κίνδυνο ανεξέλεγκτων πτήσεων.

l Δυνατότητα υψηλής ισχύος
Υποστηρίζει δοκιμές πρόωσης μεγάλης διάρκειας, υψηλού φορτίου.

l Χαμηλότερο λειτουργικό κόστος
Χωρίς αλλαγή μπαταρίας, χωρίς κύκλους υποβάθμισης.

l Δεδομένα υψηλής επαναληψιμότητας
Ενεργοποιεί ελεγχόμενες, επαναλαμβανόμενες συνθήκες δοκιμών.

l Συμβατότητα χάρτη πορείας
Πλήρως ευθυγραμμισμένο με τα σύγχρονα επίπεδα ισχύος ελαφρών eVTOL (800–1000V).

Αυτή η αρχιτεκτονική αποτελεί τη βάση για τη μελλοντική επικύρωση μεγάλης κλίμακας.

Λέξεις-κλειδιά:
δοκιμές tethered eVTOL, επίγεια ισχύς 1000V DC, G40pro, WF24, αντοχή αιώρησης eVTOL, δοκιμές Urban Air Mobility, ανάπτυξη ελαφρών eVTOL, σύστημα τροφοδοσίας tethered

Ζητήστε μια προσαρμοσμένη λύση δοκιμών eVTOL

Η ομάδα μηχανικών μας μπορεί να προσαρμόσει μια αρχιτεκτονική tethered-power για την τάση πρόωσης, το σύστημα κινητήρα και το χάρτη πορείας δοκιμών σας.
Email: susy@tetheredsystem.com
Ιστοσελίδα: www.tetheredsystem.com