Стартап H3X утроил удельную мощность двигателей для электросамолетов

Базирующийся в Миннеаполисе стартап H3X Technologies разработал электрический мотор, который в три раза мощнее, чем традиционный электродвигатель такой же массы. Первая версия — HPDM-250 — при весе 15 кг обладает номинальной мощностью 200 кВт, а в пиковом режиме развивает 250 кВт. При

Базирующийся в Миннеаполисе стартап H3X Technologies разработал электрический мотор, который в три раза мощнее, чем традиционный электродвигатель такой же массы.

Первая версия — HPDM-250 — при весе 15 кг обладает номинальной мощностью 200 кВт, а в пиковом режиме развивает 250 кВт. При продолжительном режиме работы удельная мощность составляет 13,3 кВт на килограмм.

Для сравнения, инновационный электродвигатель Magnax, в пиковом режиме выдает 15 кВт/кг. Его номинальная удельная мощность равна примерно 7,5 кВт/кг. У серийного мотора Magnix Magni500 эта характеристика составляет 4,2 кВт/кг.

Кроме того, и Magnax, и Magni500 нуждаются во внешнем инверторе это еще более 10 кг массы. А у HPDM-250 инвертор встроен в корпус. Причем несмотря на компактность, к внутренним компонентам двигателя при необходимости обеспечивается легкий доступ.

HPDM-250 выходит на максимальный КПД при частоте вращения 20 тысяч оборотов в минуту. Пропеллер самолета должен вращаться с меньшей скоростью, поэтому необходим планетарный редуктор с передаточным числом 4:1, который весит около 3 кг.

Основатель и генеральный директор H3X Джейсон Сильвестр объяснил, что они смогли бы создать и менее оборотистый двигатель, но при этом пострадали бы общая эффективность и удельная мощность.

Пиковый КПД силовой установки с HPDM-250 с учетом потерь в инверторе, самом двигателе и трансмиссии составляет 92,9%, а удельная мощность в продолжительном режиме — 11,1 кВт/кг.

Джейсон Сильвестр отмечает два инновационных решения, примененных в HPDM-250. Во-первых, это единая система охлаждения для силовой электроники и мотора, обеспечивающая снижение массы и размера. Во-вторых — изготавливаемые путем 3D-печати медные катушки статора, отличающиеся повышенными плотностью тока и коэффициентом заполнения катушки по меди.

Создаваемые на 3D-принтере катушки играют важную роль и в охлаждении двигателя. При этом технология изготовления позволяет оперативно и в больших количествах выпускать детали, отличающиеся по размерам и характеристикам.

Применение в три раза более легкого двигателя будет ощутимо и для одномоторных самолетов. Еще больше преимуществ разработка даст для мультикоптеров. Но стартап имеет гораздо более далеко идущие цели, чем создание разрабатываемых сейчас аэротакси и электросамолетов.

По мнению Джейсона Сильвестра, примерно с 2030 года начнется электрификация крупных коммерческих самолетов, аналогичных Boeing 737. Летательному аппарату такого размера потребуется около 30 электромоторов на 250 кВт. Именно здесь легкие электродвигатели, аналогичные HPDM-250 будут особенно важны.

«Мы сейчас в процессе создания прототипа, — говорит Сильвестр. — Мы должны протестировать его ко второму кварталу следующего года. Что касается бизнеса, мы собираемся получить письма о намерениях от потенциальных клиентов и сотрудничать с первыми инвесторами для развития H3X. До этого момента мы очень много работали в режиме секретности».