¿Puede un motor de megavatios electrificar la aviación?

• Investigadores del MIT están desarrollando un motor de 1 megavatio para electrificar aviones más grandes.

• El equipo diseñó, probó y validó componentes para la generación de energía de 1 megavatio en el motor.

La electrificación puede reducir la huella de carbono de la aviación, pero solo los aviones eléctricos pequeños están operativos. Los jets más grandes requieren motores a escala de megavatios junto con motores de aviones de turbina de gas para propulsión híbrida o turboeléctrica.

Un equipo de ingenieros del MIT está desarrollando un motor de 1 megavatio, un hito clave en la electrificación de aviones más grandes. El equipo diseñó, probó y calculó los componentes del motor y confirmó que era capaz de generar un megavatio de potencia. Para aplicaciones totalmente eléctricas, el motor se puede acoplar con baterías o celdas de combustible, convirtiendo la energía eléctrica en trabajo mecánico para la transmisión de la hélice. También se puede combinar con un motor turboventilador para propulsión híbrida y proporciona energía eléctrica durante determinadas fases del vuelo.

material pesado

Los motores eléctricos utilizan la fuerza electromagnética para generar movimiento. Convierten la energía eléctrica, a menudo de una batería o fuente de alimentación, en un campo magnético utilizando bobinas de cobre. El campo creado hace que un imán cercano gire, impulsando un ventilador o una hélice. En el pasado, las máquinas eléctricas más grandes requerían bobinas de cobre y rotores magnéticos más pesados, lo que aumentaba el peso. El aumento de la generación de energía también significó más calor, lo que requirió elementos de enfriamiento adicionales, lo que aumentó aún más el peso del sistema, lo que representó un desafío para las aplicaciones aeronáuticas. Los investigadores enfatizaron la necesidad de una arquitectura compacta, liviana y de alto rendimiento debido a las limitaciones de los componentes pesados ​​en la industria aeroespacial.

Buena trayectoria

El motor consta de un rotor de alta velocidad con ensamblajes magnéticos, un estator compacto de baja pérdida con devanados de cobre, un intercambiador de calor eficiente para refrigeración y transferencia de par, y un sistema electrónico de potencia distribuida con placas de circuito impreso diseñadas a medida para una corriente precisa. control. El sistema del motor integra firmemente las placas de circuitos con la máquina, lo que reduce las pérdidas y permite un enfriamiento eficiente del aire a través de un intercambiador de calor integrado. Las placas de circuito conmutan a alta frecuencia para mantener el par y la rotación a alta velocidad, lo que permite un movimiento rápido de los campos magnéticos. Para minimizar el riesgo, los componentes se han construido y probado individualmente y se ha demostrado que superan los requisitos operativos normales.

El objetivo del equipo es ensamblar y probar el motor eléctrico completamente funcional en el futuro. Después de la demostración, el equipo cree que el motor podría impulsar aviones regionales y complementar los motores a reacción tradicionales para la propulsión eléctrica híbrida. Imaginan múltiples motores de un megavatio distribuidos a lo largo de las alas de los futuros aviones. Además, el diseño podría expandirse a motores de varios megavatios para aviones de pasajeros más grandes.