Soluciones de energía conectada para pruebas de vuelo de eVTOL livianos

Libro blanco técnico de Kitefly Tethered

Abstracto

El rápido avance de la movilidad aérea urbana (UAM) y la economía de baja altitud han colocado a los aviones ligeros eVTOL en el centro de la innovación de la aviación mundial. Garantizar pruebas de vuelo seguras, capacidad de vuelo estacionario de larga duración y validación del sistema de propulsión sigue siendo un desafío importante para los desarrolladores. Este informe técnico presenta la arquitectura de energía conectada de alto voltaje de Kitefly Tethered, que combina una fuente de alta potencia a tierra, un cable HV de alta resistencia y un módulo de regulación CC/CC integrado, para permitir pruebas eVTOL controladas, continuas y energéticamente estables. A través de una solución completa que incluye laSistema de energía terrestre G40proyMódulo de regulación a bordo WF24, este documento demuestra cómo los equipos pueden realizar pruebas extendidas de vuelo estacionario, simulaciones de redundancia, verificación de empuje y ajuste del control de vuelo con mayor seguridad y repetibilidad. La arquitectura ofrece alta eficiencia, costos operativos reducidos y compatibilidad con plataformas de energía eVTOL livianas de próxima generación.

1. Antecedentes: Desafíos del desarrollo de la UAM y de las pruebas de eVTOL

Los aviones ligeros eVTOL enfrentan múltiples limitaciones durante las primeras etapas de desarrollo:

yoResistencia limitada durante el vuelo estacionario

yoVerificación incompleta de la confiabilidad del sistema de propulsión

yoMárgenes de seguridad de la batería inciertos

yoRiesgo de eventos de pérdida de control

Con el aumento de la frecuencia de las pruebas, los equipos de I+D necesitan urgentemente una solución que garantice:

yoPruebas seguras en áreas fijas

yoCapacidad de resistencia de alto voltaje y alta potencia

yoExperimentos repetibles de aerodinámica y control de vuelo.

yoPermiso para realizar pruebas en espacio aéreo urbano o regulado

Sistemas de energía conectadosPor lo tanto, se han convertido en una herramienta crucial para los desarrolladores de eVTOL.

2. Papel de los sistemas conectados en la I+D de eVTOL ligero

2.1 Reducir el riesgo de fuga en el desarrollo temprano

Un sistema atado restringe la altitud y el radio de la aeronave, manteniéndola en un entorno de prueba controlado.
Incluso en casos de:

yoInterrupción de energía

yoinestabilidad de empuje

yoAnomalías en el control de vuelo

…la aeronave no puede desviarse ni escapar de la zona designada, lo que mejora drásticamente la seguridad.

2.2 Habilitación de pruebas de vuelo estacionario y de alta potencia de larga duración

Las baterías tradicionales limitan la duración de la prueba a sólo unos minutos.
Esto restringe:

yoMapeo de la curva de eficiencia del motor.

yoMedidas de estabilidad de empuje

yoPruebas de conmutación de propulsión redundante.

yoEvaluación de vibración/ruido de larga duración

Con energía conectada que proporcionadecenas de kilovatios de salida CC estable, las pruebas pueden ejecutarse parahoras, arrojando datos mucho más confiables.

2.3 Permitir pruebas seguras en áreas urbanas o restringidas

Las pruebas de vuelo libre a menudo requieren una aprobación regulatoria estricta.

Por el contrario,Las pruebas conectadas se autorizan más fácilmente, ya que la altitud y la envolvente de vuelo están limitadas.
Esto permite realizar pruebas en:

yoSalas de pruebas de fábrica

yoZonas de I+D del aeropuerto

yoZonas industriales de borde urbano

yoCampo de pruebas cerrado de eVTOL

3. Escenarios de aplicación típicos

1.Pruebas de resistencia del motor y rendimiento máximo

2.Investigación sobre aerodinámica, palas y vibraciones.

3.Ajuste del algoritmo de control de vuelo

4.Conmutación redundante del sistema de propulsión

5.Simulación de condiciones de emergencia

6.Pruebas controladas en espacio aéreo regulado de baja altitud

Los sistemas conectados garantizan que las pruebas seanseguro, continuo, repetible y controlado.

4. La solución de prueba ligera eVTOL de Kitefly Tethered

Un reciente proyecto de I+D de eVTOL ligero en el extranjero requería:

yoPrueba de desplazamiento extendida

yoDe alta tensión1000 VCCaporte

yoRegulación secundaria a14S (60V)bus eléctrico a bordo

yoPruebas de resistencia continuas e ininterrumpidas.

Kitefly Tethered proporcionó una arquitectura de prueba dedicada.

4.1 Sistema de alimentación de tierra: G40pro

Diseñado para pruebas eVTOL de alta potencia

Aporte:380 V CA (trifásico)
Producción:1000 VCC
Potencia máxima:30 kilovatios

Capacidades clave

yoSalida HV estable para sistemas de propulsión de accionamiento directo

yoMáximo de 30 kW para cargas de vuelo estacionario, cambio de tono y aceleración

yoAislamiento de grado industrial para mayor seguridad

yoCompatible con cables de sujeción de alto voltaje para pruebas de larga duración

4.2 Módulo de regulación a bordo — WF24

Alto voltaje → Conversión de bus de energía 14S

Potencia máxima:24 kilovatios
Aporte:800–1000 VCC
Producción:60V (14S)

WF24 habilita

yoConversión de voltaje de alta eficiencia

yoSalida estable de 24 kW para vuelos con cargas pesadas

yoEnergía continua para motores y aviónica

yoCaída o fluctuación de voltaje cero bajo alto empuje

5. Ventajas de la arquitectura de prueba eVTOL de Kitefly Tethered

yoAlta Seguridad
Elimina el riesgo de vuelos fuera de control.

yoCapacidad de alta potencia
Soporta pruebas de propulsión de larga duración y alta carga.

yoMenor costo operativo
Sin cambio de batería, sin ciclos de degradación.

yoDatos altamente repetibles
Permite condiciones de prueba controladas y repetibles.

yoCompatibilidad de la hoja de ruta
Totalmente alineado con los niveles de potencia eVTOL livianos y modernos (800–1000 V).

Esta arquitectura forma la base para una validación futura a gran escala.

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