MIT 엔지니어가 설계한 메가와트 전기 모터는 항공의 전기화를 도울 수 있습니다.

Jun 14, 2023

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항공의 막대한 탄소 배출량은 전기화로 인해 크게 줄어들 수 있습니다. 그러나 현재까지 소형 전기 비행기만이 지상에서 이륙했습니다. 그들의 전기 모터는 수백 킬로와트의 전력을 생산합니다. 상업용 여객기와 같이 더 크고 무거운 제트기에 전기를 공급하려면 메가와트 규모의 모터가 필요합니다. 이는 전기 기계가 가스 터빈 항공기 엔진과 결합된 하이브리드 또는 터보 전기 추진 시스템에 의해 추진됩니다.

이러한 요구를 충족하기 위해 MIT 엔지니어 팀은 이제 더 큰 항공기를 전기화하는 데 중요한 디딤돌이 될 수 있는 1메가와트 모터를 만들고 있습니다. 팀은 모터의 주요 구성 요소를 설계하고 테스트했으며, 결합된 구성 요소가 전체적으로 작동하여 현재 소형 항공기 엔진과 경쟁력 있는 무게와 크기로 1메가와트의 전력을 생성할 수 있다는 것을 상세한 계산을 통해 보여주었습니다.

완전 전기 응용 분야의 경우 팀은 모터가 배터리나 연료 전지와 같은 전기 소스와 쌍을 이룰 수 있다고 생각합니다. 그러면 모터는 전기 에너지를 기계적인 작업으로 바꾸어 비행기의 프로펠러에 동력을 공급할 수 있습니다. 전기 기계는 전통적인 터보팬 제트 엔진과 결합하여 하이브리드 추진 시스템으로 작동하여 비행의 특정 단계에서 전기 추진력을 제공할 수도 있습니다.

T. Wilson 교수인 Zoltan Spakovszky는 "배터리, 수소, 암모니아 또는 지속 가능한 항공 연료 등 에너지 운반체로 무엇을 사용하든 메가와트급 모터는 친환경 항공의 핵심 원동력이 될 것입니다."라고 말했습니다. 항공학 박사이자 프로젝트를 이끄는 MIT 가스 터빈 연구소(GTL) 소장입니다.

Spakovszky와 그의 팀원들은 업계 협력자들과 함께 6월 항공 컨퍼런스에서 열리는 미국 항공우주학회 – 전기 항공기 기술 심포지엄(EATS)의 특별 세션에서 자신들의 연구 결과를 발표할 예정입니다.

MIT 팀은 GTL 및 MIT 전자기 및 전자 시스템 연구소의 교수, 학생 및 연구원으로 구성됩니다: Henry Andersen Yuankang Chen, Zachary Cordero, David Cuadrado, Edward Greitzer, Charlotte Gump, James Kirtley, Jr., Jeffrey Lang , David Otten, David Perreault, Mohammad Qasim과 Innova-Logic LLC의 Marc Amato가 함께합니다. 이 프로젝트는 미쓰비시 중공업(MHI)의 후원을 받습니다.

무거운 물건

인간이 유발한 기후 변화로 인한 최악의 영향을 방지하기 위해 과학자들은 2050년까지 전 세계 이산화탄소 배출량이 순 제로에 도달해야 한다고 결정했습니다. Spakovszky는 항공 분야에서 이 목표를 달성하려면 비전통적인 항공기 설계에서 "단계적 변화 성과"가 필요하다고 말합니다. 항공기, 스마트하고 유연한 연료 시스템, 첨단 소재, 안전하고 효율적인 전기 추진 장치. 여러 항공우주 기업은 전기 추진과 여객기를 추진할 수 있을 만큼 강력하고 가벼운 메가와트 규모의 전기 기계 설계에 중점을 두고 있습니다.

Spakovszky는 "이런 일을 가능하게 하는 묘책은 없으며 악마는 세부 사항에 있습니다"라고 말합니다. "이것은 개별 구성 요소를 공동 최적화하고 전체 성능을 최대화하면서 서로 호환되도록 한다는 측면에서 어려운 엔지니어링입니다. 이를 위해서는 재료, 제조, 열 관리, 구조 및 회전 역학, 전력 분야의 경계를 넓혀야 함을 의미합니다. 전자제품"

대체로 전기 모터는 전자기력을 사용하여 동작을 생성합니다. 노트북의 팬에 전원을 공급하는 모터와 같은 전기 모터는 배터리나 전원 공급 장치의 전기 에너지를 사용하여 일반적으로 구리 코일을 통해 자기장을 생성합니다. 이에 반응하여 코일 근처에 설치된 자석은 생성된 자기장의 방향으로 회전하고 팬이나 프로펠러를 구동할 수 있습니다.