電動汽車的技術現在已經擴展到電動飛機上。連接器設計者正在開發輕量級,強大堅固的互連方案促進這個新行業發展。 加拿大Harbour Air公司,北美最大的水上飛機航空公司,和澳大利亞plox工程公司,專門從事全電力推進,已經開發了世界上第一架全電動商用飛機。這架飛機是一架六名乘客的DHC-2德哈維蘭海貍飛機,裝配750馬力(560 kW)magni500推進系統,2019年在溫哥華海港水上飛機碼頭的弗雷澤河上首次成功飛行。
plomX的首席執行官羅伊·甘扎爾斯基將這次活動稱為航空電動時代的啟動。從那以后,這架飛機已經完成了30多次試飛,該公司已經開始研發第二架飛機。 與今天的許多行業一樣,飛機行業的任務是通過降低碳排放,同時減少空氣和噪音污染,來減輕其對氣候變化的負面影響。
飛機制造商和供應商一直在尋找優化性能和可靠性的方法,同時降低運營和維護成本。放棄化石燃料,采用電力系統進行主動力和控制,解決了困擾現代飛機的許多問題。然而,這一變化也帶來了一些挑戰。
飛機電氣化的概念自第二次世界大戰以來就已經存在了,但隨著需求增加和發展,它在今天得到了越來越多的關注。更多的電動飛機,或MEA(用于混合動力飛機的術語)。
傳統上,氣動、液壓、機械和電動二次動力源是驅動這些系統的動力。根據AMETEK工程互連和封裝公司(EIP)的說法,較新的飛機正在從這些系統轉向電力系統,沒有包括基于條件的監測在內的排氣系統。
AMETEK的SEALTRON品牌公司目前正在開發連接器,可以處理極端溫度(更接近飛機發動機)、更高的載流能力(用于鋰聚合物電池系統的電力)和更輕的重量(通過合并鋁殼)。其SEALTRON品牌生產玻璃密封連接器,這是更多的電氣和所有電動飛機布線和電子系統的基本組件。連接器安裝在電源、驅動裝置和傳感器上,傳輸電力和電信號。
Amphenol商業航空部門的設計應用工程師肖恩·赫爾曼解釋說,在尋求將主要電力系統和控制系統轉換為全電力的過程中,結合更大電流和更高電壓,同時進行平衡將是必要的。使用更大電流會導致更大的溫升,這就需要移動到更大的導體上。
雖然全飛機電氣化要求一些不斷增長的導體尺寸,特別是在處理主要電力系統時,飛機制造商盡最大努力限制導體直徑的增加,因為由此導致重量增加,赫爾曼承認這不利于行業發展。值得注意的是,較大電流導致溫度升高也會對一般電氣效率產生負面影響。使用鋁導線為了節省重量,但在這條道路上也需要考慮一些挑戰。”
赫爾曼進一步解釋說,為了促進這種新型飛機所需的功率,除了電流外,還可以增加系統電壓。然而,選擇這個方向確實有其缺點,包括電氣故障和縮短連接器壽命,這必須隨后解決。
電壓增加對導線本身的整體影響被最小化,因為導線通常是單獨絕緣的,厚度和材料可以被修改,而不需要從根本上改變產品。然而,連接方案插頭和插座之間的配合接口往往相對敏感。例如,下面所示的D38999系列III連接器接口具有相對統一的接口。表面(爬電)或空氣(間隙)之間的距離不大。
Amphenol Aerospace 的D38999系列III連接器 為了應對這種情況,可以改進絕緣體材料或改變幾何形狀。來自Amphenol 商業空氣部門的HV38999連接器,如下所述,有一個完全重新設計的插入,利用絕緣體材料改進電氣性能(增加的介電強度),以及優化的導體間距。局部放電是浪涌的負電壓效應,可以降低接頭的壽命。因此必須仔細設計,避免過早退化。
來自 Amphenol Commercial Air公司的HV38999連接器 小型飛機,包括AAM(先進空中機動性)機身、eVTOL(電動垂直起降)和eSTOL(電動短起降)飛機,在飛機電氣化的發展中發揮著重要作用。連接器供應商正在尋找方法,解決電力和其它飛行需求,如信息娛樂。設計改進和材料變化,解決重量和空間限制,可靠性和惡劣環境(即溫度變化和抗沖擊和振動)等。
編輯:黃飛
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