راه حل های توان متصل برای آزمایش پرواز eVTOL سبک وزن

مقاله سفید فنی متصل Kitefly

چکیده

پیشرفت سریع تحرک هوایی شهری (UAM) و اقتصاد ارتفاع پایین، هواپیماهای eVTOL سبک وزن را در مرکز نوآوری هوانوردی جهانی قرار داده است. اطمینان از آزمایش ایمن پرواز، قابلیت شناوری طولانی مدت و اعتبارسنجی سیستم پیشرانه همچنان یک چالش بزرگ برای توسعه دهندگان است. این مقاله سفید معماری توان متصل با ولتاژ بالای Kitefly Tethered را ارائه می دهد - ترکیبی از منبع تغذیه زمینی با توان بالا، کابل HV با استحکام بالا و ماژول تنظیم DC/DC داخلی - برای فعال کردن آزمایش eVTOL کنترل شده، پیوسته و پایدار انرژی. از طریق یک راه حل کامل که شامل سیستم قدرت زمینی G40pro و ماژول تنظیم داخلی WF24، این سند نشان می دهد که چگونه تیم ها می توانند آزمایش های شناوری طولانی مدت، شبیه سازی های افزونگی، تأیید رانش و تنظیم کنترل پرواز را با ایمنی و تکرارپذیری بهبود یافته انجام دهند. این معماری راندمان بالا، کاهش هزینه عملیاتی و سازگاری با پلتفرم های توان eVTOL سبک وزن نسل بعدی را ارائه می دهد.

1. پیشینه: توسعه UAM و چالش های آزمایش eVTOL

هواپیماهای eVTOL سبک وزن در طول توسعه اولیه با محدودیت های متعددی مواجه هستند:

l استقامت محدود در طول شناوری

l تأیید قابلیت اطمینان ناقص سیستم پیشرانه

l حاشیه ایمنی باتری نامشخص

l خطر رویدادهای از دست دادن کنترل

با افزایش فراوانی آزمایش، تیم های تحقیق و توسعه به شدت به راه حلی نیاز دارند که تضمین کند:

l آزمایش ایمن در منطقه ثابت

l قابلیت استقامت ولتاژ بالا، توان بالا

l آزمایش های آیرودینامیکی و کنترل پرواز تکرارپذیر

l مجوز انجام آزمایش در حریم هوایی شهری یا تنظیم شده

سیستم های توان متصل بنابراین به ابزاری حیاتی برای توسعه دهندگان eVTOL تبدیل شده اند.

2. نقش سیستم های متصل در تحقیق و توسعه eVTOL سبک وزن

2.1 کاهش خطر پرواز در توسعه اولیه

یک سیستم متصل، ارتفاع و شعاع هواپیما را محدود می کند و آن را در یک محیط آزمایش کنترل شده نگه می دارد.
حتی در موارد:

l قطع برق

l بی ثباتی رانش

l ناهنجاری های کنترل پرواز

…هواپیما نمی تواند از منطقه تعیین شده منحرف شود یا از آن فرار کند - به طور چشمگیری ایمنی را بهبود می بخشد.

2.2 فعال کردن شناوری طولانی مدت و آزمایش های با توان بالا

باتری های سنتی مدت زمان آزمایش را به چند دقیقه محدود می کنند.
این محدودیت ها:

l نقشه برداری منحنی راندمان موتور

l اندازه گیری های پایداری رانش

l آزمایش های سوئیچینگ پیشرانه افزونه

l ارزیابی لرزش/نویز طولانی مدت

با توان متصل که ده ها کیلووات خروجی DC پایداررا فراهم می کند، آزمایش ها می توانند برای ساعت ها اجرا شوند و داده های بسیار قابل اطمینان تری را به دست آورند.

2.3 اجازه آزمایش ایمن در مناطق شهری یا محدود

آزمایش پرواز آزاد اغلب به تأییدیه های نظارتی سختگیرانه نیاز دارد.

در مقابل، آزمایش متصل راحت تر مجاز است، زیرا ارتفاع و محدوده پرواز محدود شده است.
این امکان را برای آزمایش در:

l سالن های آزمایش کارخانه

l مناطق تحقیق و توسعه فرودگاه

l مناطق صنعتی لبه شهری

l محوطه های اثبات eVTOL محصور

3. سناریوهای کاربردی معمولی

1. آزمایش استقامت موتور و حداکثر خروجی

2. تحقیقات آیرودینامیکی، تیغه و لرزش

3. تنظیم الگوریتم کنترل پرواز

4. سوئیچینگ سیستم پیشرانه افزونه

5. شبیه سازی شرایط اضطراری

6. آزمایش کنترل شده در حریم هوایی کم ارتفاع تنظیم شده

سیستم های متصل تضمین می کنند که آزمایش ایمن، پیوسته، تکرارپذیر و کنترل شده است.

4. راه حل آزمایش eVTOL سبک وزن Kitefly Tethered

یک پروژه تحقیق و توسعه eVTOL سبک وزن در خارج از کشور اخیراً به موارد زیر نیاز داشت:

l آزمایش شناوری طولانی مدت

l ولتاژ بالا 1000 ولت DC ورودی

l تنظیم ثانویه به 14S (60V) باس توان داخلی

l آزمایش های استقامت مداوم و بدون وقفه

Kitefly Tethered یک معماری آزمایش اختصاصی ارائه کرد.

4.1 سیستم قدرت زمینی - G40pro

طراحی شده برای آزمایش eVTOL با توان بالا

ورودی: 380 ولت AC (سه فاز)
خروجی: 1000 ولت DC
حداکثر توان: 30 کیلووات

قابلیت های کلیدی

l خروجی HV پایدار برای سیستم های پیشرانه درایو مستقیم

l 30 کیلووات اوج برای شناوری، تغییر گام و بارهای شتاب

l ایزولاسیون درجه صنعتی برای ایمنی

l سازگار با کابل های متصل با ولتاژ بالا برای آزمایش های طولانی مدت

4.2 ماژول تنظیم داخلی - WF24

ولتاژ بالا → تبدیل باس توان 14S

حداکثر توان: 24 کیلووات
ورودی: 800–1000 ولت DC
خروجی: 60 ولت (14S)

WF24 فعال می کند

l تبدیل ولتاژ با راندمان بالا

l خروجی 24 کیلووات پایدار برای پرواز با بار سنگین

l توان مداوم برای موتورها و اویونیک

l افت ولتاژ یا نوسان صفر تحت رانش بالا

5. مزایای معماری آزمایش eVTOL Kitefly Tethered

l ایمنی بالا
خطر پروازهای خارج از کنترل را از بین می برد.

l قابلیت توان بالا
از آزمایش های پیشرانه با بار بالا و طولانی مدت پشتیبانی می کند.

l هزینه عملیاتی کمتر
بدون تعویض باتری، بدون چرخه تخریب.

l داده های بسیار تکرارپذیر
شرایط آزمایش کنترل شده و تکرارپذیر را فعال می کند.

l سازگاری با نقشه راه
کاملاً با سطوح توان eVTOL سبک وزن مدرن (800–1000 ولت) همسو است.

این معماری پایه ای برای اعتبارسنجی در مقیاس بزرگ در آینده را تشکیل می دهد.

کلمات کلیدی:
آزمایش eVTOL متصل، توان زمینی 1000 ولت DC، G40pro، WF24، استقامت شناوری eVTOL، آزمایش تحرک هوایی شهری، توسعه eVTOL سبک وزن، سیستم منبع تغذیه متصل

درخواست یک راه حل آزمایش eVTOL سفارشی

تیم مهندسی ما می تواند یک معماری توان متصل را برای ولتاژ پیشرانه، سیستم موتور و نقشه راه آزمایش شما تنظیم کند.
ایمیل: susy@tetheredsystem.com
وب سایت: www.tetheredsystem.com