Động cơ nhẹ, có thể mở rộng được ra mắt cho máy bay lớn nhất thế giới

Cách đây không lâu, chúng ta đã nói về một dự án lớn và đầy tham vọng nhằm chế tạo chiếc máy bay lớn nhất thế giới – khinh khí cầu Flying Whales. Quá trình phát triển loại máy bay chở hàng độc đáo này đã diễn ra trong gần 13 năm, với chuyến bay thử nghiệm đầu tiên dự kiến ​​diễn ra vào năm 2027.


Một bộ phận nhỏ nhưng quan trọng nhất của "sà lan" nổi này là hệ thống động cơ, đó là động cơ dòng trục của Evolito. Nói chính xác hơn, 32 động cơ điện này sẽ chịu trách nhiệm chuyển động của cỗ máy khổng lồ này.

Phải mất một số công sức

Động cơ nhỏ gọn này dựa trên công nghệ động cơ điện, từng nhiều lần lập kỷ lục thế giới về tốc độ trên bộ, dưới nước và trên không. Và “thủ phạm” của những “chiến thắng mô-men xoắn” rực rỡ này chính là công ty YASA, được thành lập năm 2009 tại Kidlington (Anh).


Họ đã thực hiện một số công việc nghiêm túc và phức tạp để cải thiện công nghệ dòng trục không cần gông, xét về cả cấu trúc của động cơ cũng như các chiến lược và quy trình sản xuất cần thiết để biến nó thành hiện thực. Kết quả là, những phát minh mang tính đột phá của họ được cho là mạnh hơn gấp 4 lần so với động cơ được sử dụng trong hầu hết các loại xe điện hiện đại ngày nay, nhưng đồng thời chúng nhỏ hơn và nhẹ hơn khoảng 50%.

Công ty Evolito đã phát triển từ sâu trong YASA. Và hệ thống động cơ mới mà họ vừa tiết lộ được cho là có tỷ lệ công suất trên trọng lượng tốt hơn, điều này sẽ giúp xe hoàn thành nhiệm vụ một cách tự tin hơn.

Các khiếm khuyết đã được sửa chữa

So với các loại động cơ từ thông hướng tâm phổ biến hơn nhiều, động cơ từ thông hướng trục về cơ bản lật ngược từ trường sang một bên và hoạt động bằng từ thông chạy song song với trục động cơ. Thiết kế này sử dụng rôto phẳng. Cuối cùng, nó tạo ra bán kính nhân mô-men xoắn lớn trong một vỏ mỏng hơn và nhẹ hơn so với kiểu bố trí hình trụ hướng tâm.

Điều thú vị là cấu hình từ thông trục có nguồn gốc từ mô hình động cơ điện đầu tiên do Michael Faraday tạo ra vào năm 1821. Tuy nhiên, mặc dù công nghệ này có nhiều ưu điểm rõ ràng, nó vẫn có nhiều nhược điểm. Chúng chủ yếu liên quan đến vật liệu sử dụng, hoạt động không ổn định, tuổi thọ ngắn và chi phí sản xuất cao. Những vấn đề này cuối cùng dẫn đến sự thống trị của dòng chảy xuyên tâm.


Tuy nhiên, khi thị trường xe điện đang nhanh chóng phát triển, sự quan tâm đến động cơ dòng trục nhẹ hơn và mạnh hơn cũng đang tăng lên. Điều này khuyến khích các công ty như YASA thực hiện công tác nghiên cứu và phát triển nghiêm túc để tạo ra động cơ hiệu suất cao và nắm vững các phương pháp sản xuất hiệu quả nhất.

Chia sẻ trách nhiệm

Tuy nhiên, trong khi việc sử dụng các thiết bị điện nhỏ gọn và mạnh mẽ trong ngành công nghiệp ô tô là điều hiển nhiên thì lợi ích của dòng chảy dọc trục thậm chí còn quan trọng hơn đối với ngành hàng không vũ trụ. YASA ngay lập tức nắm bắt được “khoảnh khắc” này và bắt đầu thành công trong việc tạo ra các ứng dụng cho phi cơcho đến khi được hãng ô tô khổng lồ Mercedes-Benz mua lại vào năm 2021. Sau đó, "lợi ích" về hàng không vũ trụ đã được chuyển giao cho công ty con Evolito của họ.

Mục tiêu chính của doanh nghiệp mới là phát triển và thương mại hóa công nghệ động cơ nhỏ gọn nhưng mạnh mẽ cho các ứng dụng hàng không vũ trụ. Để có thể phát triển thành nhà sản xuất hệ thống động cơ đẩy toàn diện, công ty đã mua lại công ty phát triển pin Electroflight vào năm 2022 và rõ ràng đang hoạt động theo hướng này khá thành công.

Sự lựa chọn là hiển nhiên

Gần đây nhất, Evolito đã được chọn là nhà cung cấp động cơ cho dự án khinh khí cầu Flying Whales. Theo CEO của họ, "Khi thiết kế một chiếc khinh khí cầu, trọng lượng là yếu tố quan trọng". Ngoài ra, nhà sản xuất động cơ điện này còn chứng minh khả năng cung cấp mật độ công suất tốt nhất trên các đơn vị sản xuất và mở rộng quy mô sản xuất để đáp ứng khối lượng dự kiến.


Như chúng tôi đã nói, khinh khí cầu Flying Whales LCA60T sẽ sử dụng 32 động cơ Evolito D250 để cung cấp năng lượng cho cánh quạt. Theo nhà sản xuất, đây là loại động cơ nhỏ nhất và nhẹ nhất trong cùng loại.

Ở phiên bản được trình bày, động cơ này có thể đạt công suất cực đại 240 kW (322 mã lực) với trọng lượng chỉ 13 kg. Do đó, mật độ công suất cực đại của nó là 18,5 kW/kg. Con số này cao hơn bất kỳ loại động cơ tương tự nào khác, bao gồm cả động cơ trục Donut Lab mới được công bố gần đây. Phiên bản mạnh nhất 630 kW nặng 40 kg và do đó mật độ công suất của nó không vượt quá 15,8 kW/k.

Ngoài ra, còn có một phiên bản khác của D250 có trọng lượng 8,3 kg. Và theo thông tin chính thức, thiết bị này có mật độ công suất thậm chí còn ấn tượng hơn là 28 kW/kg, sản sinh công suất 230 kW (308 mã lực). Đồng thời, máy có khả năng hoạt động liên tục ở mức 90% công suất cực đại.


Dựa trên những điều trên, việc nhà sản xuất máy bay lớn nhất thế giới lựa chọn Evolito là khá hiển nhiên. Với chiều dài 200 mét, Flying Whales LCA60T sẽ dài gấp đôi so với chiếc máy bay lớn nhất và có sức nâng lớn nhất trong lịch sử hàng không – chiếc An-84 Mriya dài 225 mét do Cục thiết kế Antonov phát triển. Mặc dù tàu chở khách của Liên Xô không có đối thủ về khả năng chuyên chở – kỷ lục 253,8 tấn vẫn chưa bị phá vỡ. Đối với khinh khí cầu chở hàng mới, nó được thiết kế để chở được tải trọng lên tới 60 tấn.

Về kích thước, nó cũng nhỏ hơn một số khinh khí cầu khổng lồ của thế kỷ 20, bao gồm cả chiếc Hindenburg khét tiếng dài 245 mét, bị rơi khi hạ cánh vào ngày 6 tháng 1937 năm XNUMX tại New Jersey.


Evolito lắp ráp động cơ tại cơ sở sản xuất và thử nghiệm rộng 3716m² ở Bicester, Anh. Công ty đã nhận được sự chấp thuận thiết kế từ Cục Hàng không Dân dụng Anh và hy vọng sẽ nhận được chứng chỉ tuân thủ tiêu chuẩn quốc tế vào cuối năm nay. Sau đó, quá trình chuẩn bị đầy đủ cho LCA60T sẽ bắt đầu cho chuyến bay thử nghiệm đầu tiên vào năm 2027.