في حين أنه من الصحيح أن معظم محركات الطائرات اليوم تعمل بالوقود الأحفوري مثل Jet A أو Jet B أو Avgas أو الديزل ، فقد يصاب العديد من القراء بالصدمة (يقصد التورية) لمعرفة أن التكنولوجيا الكهربائية ستغير الطريقة التي نفكر بها في دفع الطائرات – وعاجلاً بدلاً من ذلك. من وقت لاحق.

في الواقع ، يتم حاليًا تطوير حوالي 215 نوعًا من الطائرات التي تعمل بالطاقة الكهربائية في جميع أنحاء العالم ، ويقول مراقبو الصناعة إن الطائرات الكهربائية ستكون شائعة قبل نهاية العقد المقبل.

تعد الأنظمة الجوية غير المأهولة (UAS) ، ومنصات التنقل الجوي الحضري (UAM) ، وطائرات الركاب والبضائع الصغيرة الأخرى – وفي النهاية – طائرات الركاب التجارية الكبيرة كلها مرشحة جيدة لهياكل الدفع الكهربائية والهجينة. ولكن بغض النظر عن الشكل الذي ستتخذه هذه الطائرات الجديدة ، فإنها ستكون أكثر كفاءة ، وأكثر هدوءًا ، وأمانًا ، وأكثر اخضرارًا من الطائرات التي تعتمد فقط على محركات الاحتراق الداخلي التقليدية.

في شركة Honeywell ، نطبق خبرتنا الفريدة من خلال مجموعة المحركات وأنظمة الطاقة لدينا ونعمل مع DENSO ، الشركة الرائدة عالميًا في المحركات الكهربائية ووحدات التحكم في صناعة السيارات ، لتحويل دفع الطائرات كما نعرفها. معًا ، نهدف إلى تقديم حلول مبتكرة ومتكاملة للعملاء الحاليين (التحديثيين) والمستقبليين (الصفائح النظيفة) في مساحة الطائرات الكهربائية سريعة النمو.

المسار المنطقي نحو الدفع الكهربائي

تقنيتان رئيسيتان لمستقبل الطيران لهما تاريخ طويل. تم اختراع المحركات الكهربائية في ثلاثينيات القرن التاسع عشر ، وصُنعت السيارات التي تعمل بالبطاريات لأول مرة في تسعينيات القرن التاسع عشر. تم العثور على أحفادهم في مختلف الصناعات اليوم ، بما في ذلك الطائرات الحديثة التي تعتمد بالفعل على الكهرباء لتشغيل إلكترونيات الطيران ، والطيران بالسلك ، والتشغيل والأنظمة الأخرى ، وأداء المهام التي كانت تقوم بها المعدات الميكانيكية.

يتم توليد الطاقة الكهربائية على متن الطائرة من المحركات الرئيسية ووحدات الطاقة الإضافية فائقة الكفاءة ، والتي كانت شركة Honeywell رائدة فيها منذ أكثر من 50 عامًا. كل هذا يمهد الطريق للدفع الكهربائي ، وهي الخطوة التالية في التطور نحو الطائرات الكهربائية.

عندما نتحدث عن الدفع الكهربائي ، فإننا نتحدث عن مجموعة من هياكل الدفع المصممة لتلبية احتياجات طائرات معينة تستخدم محركات مدفوعة كهربائياً لتوفير قوة الدفع. لا يوجد حل “مقاس واحد يناسب الجميع” أو “أفضل” بدون فهم متطلبات العملاء الرئيسية وملف تعريف مهمة الطائرة.

درست شركة Honeywell العديد من هياكل الدفع المختلفة – بدءًا من المحركات القديمة في معظم الطائرات اليوم وحتى الحلول الكهربائية القائمة على البطاريات. هناك العديد من البنى الهجينة عبر تلك السلسلة – بما في ذلك Turboelectric ، و Partial Turboelectric ، و Series Hybrid ، و Parallel Hybrid ، و Series-Parallel Hybrid. كل هذه تنشر محركات كهربائية بطرق مختلفة كجزء من نظام الدفع الكلي.

كل بنية لها نقاط قوتها وخصائصها ، لذلك طورت شركة Honeywell أيضًا أداة برمجية متطورة يمكنها تحليل المفاضلات بين الوزن والمدى والارتفاع والسرعة وكيمياء البطاريات المختلفة لمساعدة مصنعي الطائرات على اختيار الحل الأمثل لتلبية متطلباتهم الخاصة.

كيف يعمل الدفع الكهربائي

على عكس أنظمة الدفع المبنية فقط حول محرك احتراق داخلي ، تستخدم الأبنية الكهربائية والكهربائية الهجينة محركًا كهربائيًا. يمكن أن يكون المحرك هو المصدر الوحيد للدفع أو يمكن استخدامه مع محرك تقليدي ، إما عن طريق توفير مصدر آخر للدفع أو حتى تعزيز الطاقة لنظام الدفع أثناء المراحل الرئيسية للرحلة.

بالإضافة إلى المحرك ، يشتمل نظام الدفع الكهربائي المتكامل تمامًا على مكونات مهمة أخرى مثل أجهزة وبرامج التحكم في المحرك وعلب التروس وأنظمة التبريد. يُعرف هذا النظام المتكامل بوحدة الدفع الكهربائي (EPU) ، وتقوم شركة Honeywell و DENSO بتطوير أحدث الحلول لتلبية احتياجات اليوم والمستقبل.

بينما تنضج تكنولوجيا البطاريات ، ستحتاج الطائرات الكهربائية الهجينة إلى البطاريات ومصادر الطاقة الأخرى – مثل المولدات فائقة الكفاءة أو خلايا الوقود – لتشغيل الطائرة وإعادة شحن البطاريات وتحسين سلامة الطائرات وكفاءتها ونطاقها.

يعتبر توليد الطاقة وتحويلها من نقاط القوة الأساسية لشركة Honeywell ، وقد حققت فرقنا الهندسية المبتكرة تطورات هائلة في المولدات في السنوات الأخيرة. على سبيل المثال ، نحن نعمل على تطوير مولد توربيني بقدرة 1 ميغاواط يمكن أن يعمل بالوقود الحيوي لتقليل انبعاثات الكربون بشكل أكبر. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الاستحواذ الأخير لشركة Honeywell على Ballard Unmanned Systems يضعنا بشكل مباشر في وسط وسيلة مهمة أخرى لتوفير الطاقة: خلايا وقود الهيدروجين ، والتي يتم استخدامها بالفعل لتوليد الطاقة لمنصات UAS الأصغر من الفئة الأولى والفئة الثانية.

ماذا وراء شراكة Honeywell-DENSO؟

سوف ينضج الدفع الكهربائي بسرعة لتلبية احتياجات قطاع UAS / UAM الناشئ ، والذي سيغير بشكل دائم الطريقة التي نسافر بها عبر المدينة ، وننقل البضائع إلى المواقع البعيدة ونؤدي العديد من المهام المهمة التي يتم القيام بها اليوم بالطائرات والمروحيات والمركبات الأرضية. ستصبح الآلاف ، وفي النهاية الملايين ، من الطائرات الصغيرة ذات القدرات العالية جزءًا من البنية التحتية للطيران العالمي.

هناك عمل مهم يتعين القيام به لضمان الجودة والاعتماد لمعايير الطيران المألوفة لشركة Honeywell وغيرها من شركات الطيران ذات الخبرة. لكن العديد من التحديات الأخرى في تلبية احتياجات هؤلاء العملاء الجدد وثيقة الصلة بصناعة السيارات. يتمتع شريكنا DENSO بالقدرة المثبتة على إنتاج أنظمة معقدة – مثل وحدات EPU – على نطاق واسع ، مع الحفاظ على أعلى معايير الجودة والموثوقية.

لهذا السبب قررت شركة Honeywell و DENSO تشكيل تحالف ، للجمع بين نقاط القوة الخاصة بقائدين ، لإنشاء وحدات دفع كهربائية هي الأفضل في فئتها.

يعمل فريق Honeywell / DENSO بالفعل على بعض برامج التطوير المثيرة للغاية ، ونحن نبحث دائمًا عن فرص جديدة.