На первой публичной презентации своего воздушного такси Midnight eVTOL на прошлой неделе компания Archer Aviation рассказала некоторые детали своей собственной конструкции двигателя и аккумуляторной батареи для полностью электрического четырехместного самолета.
С целью как можно скорее вывести Midnight на рынок, Арчер выбрал нескольких поставщиков уже сертифицированных и проверенных в полетах компонентов самолетов для создания большей части четырехместного воздушного такси. Но когда дело дошло до двигателей и аккумуляторных батарей, Арчер решил разработать собственные конструкции, чтобы гарантировать, что эти детали оптимизированы для этого конкретного самолета.
«Сама трансмиссия должна быть как можно более легкой, но при этом выполнять свою работу, потому что вам нужна полезная нагрузка», — сказал Майкл Швекуч, старший вице-президент по разработкам Archer, во время презентации на торжественном мероприятии Midnight в Пало-Альто, Калифорния. «У нас есть самолет с полезной нагрузкой более 1000 фунтов… Только представьте, [если] мы потратим еще 200 или 300 фунтов на трансмиссию, а полезная нагрузка составит 600 или 700 фунтов, у нас не будет продукта, потому что мы хотим перевезти четырех пассажиров на нашем самолете».
План Арчера состоит в том, чтобы сначала использовать самолет Midnight для перевозки пассажиров между перегруженными центрами городов и аэропортами, особенно аэропортами с узловыми узлами United Airlines, поскольку United является одним из основных партнеров Арчера. как инвестор и клиент. Ранее в этом месяце «Арчер» и «Юнайтед» объявили о своем первом маршруте воздушного такси, который будет перевозить пассажиров туда и обратно между международным аэропортом Ньюарк Либерти и вертолетной площадкой в центре Манхэттена в финансовом районе Нью-Йорка. Ожидается, что эти операции начнутся в 2025 году, и Арчер ожидает, что ФАУ выдаст сертификат типа для Midnight в конце 2024 года.
Midnight рассчитан на дальность полета до 100 миль на одной зарядке. но Арчер говорит, что самолет в основном будет совершать короткие перелеты протяженностью около 20 миль. Перезарядка самолета после среднего полета на 20 миль должна занимать всего около 10 минут, что позволяет самолету совершать несколько последовательных полетов в день с относительно коротким временем выполнения работ.
Дизайн электродвигателя Midnight
Электродвигатели Archer были представлены на дне открытых дверей компании, где компания представила воздушное такси Midnight eVTOL 16 ноября 2022 года. (Фото: Ханнеке Вайтеринг)
Чтобы гарантировать, что Midnight сможет перевозить четырех пассажиров и их багаж, Арчеру пришлось спроектировать самолет так, чтобы он был максимально максимально легкий, не жертвуя при этом слишком большой мощностью. Это означает, что Midnight, который весит около 6500 фунтов, должен иметь электрические двигатели, достаточно мощные, чтобы поднять весь этот вес, но достаточно легкие, чтобы не утяжелять самолет и не уменьшать его грузоподъемность. Другими словами, минимизация веса двигателей и других компонентов позволяет Archer максимально увеличить полезную нагрузку Midnight.
Электродвигатели Archer весят всего 25 килограммов, имеют пиковую мощность 125 киловатт при соотношении мощности к весу 5 кВт/кг. Они значительно легче существующих электродвигателей как для самолетов, так и для электромобилей. Например, электрические силовые установки MagniX Magni350, имеющие пиковую мощность 350 кВт и удельную мощность 3,2 кВт/кг, весят 131 кг. Tesla Model 3 весит 90 кг, имеет пиковую выходную мощность 211 кВт и плотность мощности 2,3 кВт/кг.
«Это ни в коем случае не плохие проекты; на самом деле они просто оптимизированы для своих применений», — сказал Алан Тепе, возглавляющий группу разработчиков инверторов двигательных установок в Archer. «Если бы мы просто начали и сказали: «О, мы просто собираемся использовать другие существующие высокопроизводительные двигатели» — если бы мы взяли эти двигатели и установили их на самолет, вся двигательная установка весила бы около 500 кг. фунтов тяжелее, чем сейчас», — добавил он. «Так что на самом деле это просто показывает преимущества и необходимость оптимизации двигателя для конкретного применения, что мы и сделали».
Самолет Midnight имеет 12 двигателей для приведения в действие 12 пропеллеров, шесть из которых обеспечивают подъемную силу в задней части крыла самолета, в то время как другие шесть наклоняемых винтов в передней части крыла могут обеспечивать как подъемную силу, так и движение вперед. Во время крейсерского полета неподвижное крыло Midnight обеспечивает всю подъемную силу, а пропеллеры необходимы только для вертикального взлета, зависания и ускорения для перехода в полет на крыле.
Передние и задние пропеллеры практически идентичны, причем оба типа винтов состоят на 95 процентов из одних и тех же материалов. Использование одних и тех же материалов для обоих винтов упрощает производственный процесс, позволяя Арчеру более быстро и эффективно производить массовый самолет, пояснил Тепе.
Инженеры Archer выбрали так называемую конфигурацию «12-наклон-шесть», поскольку она обеспечивает самолету высокий уровень резервирования, а это означает, что он по-прежнему может безопасно летать.