شرکت بریتانیایی Helix که به عنوان تولیدکننده متراکمترین موتورهای الکتریکی و اینورترهای جهان شناخته میشود، همکاری تازهای با استارتاپ آمریکایی Astro Mechanica آغاز کرده است. نتیجه این همکاری، توسعه موتورهای الکتریکی برای مفهوم نوآورانه پیشرانه تطبیقی این استارتاپ است. این تحول میتواند آینده پروازهای مافوق صوت را از نظر بهرهوری سوخت، اقتصاد عملیاتی و کاربردهای نظامی و غیرنظامی متحول کند.
طراحی پیشرانه Duality؛ گام بزرگ به سوی پروازهای مافوق صوت کممصرف
در حال حاضر، چهار موتور Helix SPX242-94 در این سامانه پیشرانه دوگانه استفاده شدهاند. هدف این طراحی اختصاصی، افزایش بهرهوری سوخت است. موضوعی که مهمترین چالش اقتصادی پروازهای مافوق صوت به شمار میرود. موتور DualityTM و طراحی پیشرفته بدنه هواگرد Astro Mechanica امکان توسعه نسل تازهای از هواپیماهای مافوق صوت را فراهم میکنند. این هواپیماها میتوانند در کوتاهمدت در حوزههای نظامی و غیرنظامی مانند دفاع ملی، پرتاب مداری و حمل بار بلندبرد مورد استفاده قرار گیرند.
جداسازی واحد پیشرانه از هسته توربوشفت
موتور DualityTM با بهرهگیری از موتورهای الکتریکی متراکم Helix، واحد پیشرانه را از هسته توربوشفت جدا میکند. در این معماری، توربوژنراتور با استفاده از یک توربین گازی برق تولید میکند، این برق از طریق دو موتور به چهار موتور Helix انتقال مییابد. موتورهای یادشده وظیفه تأمین نیروی فن و کمپرسور را در واحد پیشران بر عهده دارند.
معماری هیبرید الکتریکی؛ عملکرد بهینه از سرعت زیرصوت تا ماخ ۳+
این معماری هیبرید الکتریکی اجازه میدهد موتور در سرعتهای مختلف رفتاری متفاوت داشته باشد. این سامانه در سرعت زیرصوت شبیه توربوفن عمل میکند، در سرعتهای پایین مافوق صوت مانند توربوجت عمل میکند و در سرعتهای بسیار بالا رفتاری مشابه رمجت خواهد داشت. این انعطافپذیری، کارایی را در طیف گستردهای از سرعتها و مأموریتها افزایش میدهد. حاصل این فناوری، یک موتور تطبیقی توربو الکتریکی چرخه ترکیبی است که از لحظه بلند شدن تا سرعتهای فراتر از ماخ ۳ عملکرد بهینه دارد.
در کنار طراحی پیشرفته بدنه، Astro Mechanica در حال توسعه نخستین هواپیمای مافوق صوت دارای توان پرواز فرااقیانوسی است.
توان بالای موتورهای SPX242-94؛ قلب تپنده نمونه اولیه نسل چهارم
در مرکز نمونه اولیه نسل چهارم موتور Astro Mechanica چهار موتور Helix SPX242-94 قرار دارند. این موتورهای قدرتمند مسئولیت تأمین نیروی کمپرسور دو مرحلهای واحد پیشران را بر عهده دارند.
- توان پیک: 400 کیلووات
- گشتاور ماکسیمم: 470 نیوتنمتر
- توان خروجی پیوسته: 300 کیلووات
- گشتاور پیوسته: 286 نیوتنمتر
نکته مهم این است که تمام این توان در بستهای با چگالی قدرت بسیار بالا ارائه میشود. موضوعی که موتورهای Helix را به یکی از پیشرفتهترین فناوریهای دنیای هوافضا تبدیل کرده است.
طراحی موتورهای اختصاصی برای نسل پنجم
Helix علاوه بر نقش فعلی، در حال طراحی موتورهای اختصاصی برای نسل پنجم سامانه پیشرانه Astro Mechanica است. این موتورهای جدید، وظیفه تأمین توان توربوژنراتور در مقیاس کامل را بر عهده خواهند داشت.
- توان پیوسته: 900 کیلووات
- توان پیک: 950 کیلووات
- حداکثر دور: 20,000 دور در دقیقه
- حداکثر گشتاور: 575 نیوتنمتر
سیستم ایزولاسیون این موتورها نیز برای عملکرد در ارتفاعات بسیار بالا طراحی شده است.
نقش محوری موتورهای شعاعی Helix در تحقق موتور DualityTM
موتورهای رادیالفلاکس Helix یکی از فناوریهای کلیدی در توسعه موتور DualityTM هستند. چگالی توان بیرقیب این موتورها اجازه میدهد توربوژنراتور و پیشرانه در سطح بهرهوری لازم برای ایجاد تغییر بنیادین در معماری موتورهای هوافضا فعالیت کنند.
تحول در صنعت هوانوردی؛ از آزمایش تا پرواز
Astro Mechanica در حال انجام آزمایشهای نسل چهارم نمونه اولیه موتور خود است و قصد دارد طی سه سال آینده نخستین پرواز را محقق کند. این شرکت امیدوار است ظرف یک دهه، سفرهای مافوق صوت در دسترس عموم باشد و از نظر قیمتگذاری به پروازهای تجاری کنونی نزدیک شود. در این مسیر، همکاری بین Helix و Astro Mechanica نقش مهمی در توسعه لبه فناوری هوانوردی خواهد داشت.
ریشههای Helix در مسابقات و نقش آن در صنایع پیشرفته
شرکت Helix سابقهای طولانی در دنیای موتوراسپرت دارد. موتورهای الکتریکی، اینورترها و واحدهای پیشران الکتریکی Helix از پایههای اصلی مسابقات فرمول E و سایر مسابقات هستند.
فناوری Helix علاوه بر خودروهای مسابقهای، نیروی محرکه ابرخودروهای رکوردشکنی مانند McMurtry Spéirling، Lotus Evija، Czinger 21C و Aston Martin Valkyrie را تأمین میکند. در سالهای اخیر، چگالی توان فوقالعاده این سیستمها موجب شده Helix نقش مهمی در مسیر الکتریکیسازی صنایع هوافضا، دفاعی و دریایی ایفا کند.
همکاریهای جاری و پیشین این شرکت شامل پهپادهای برخاست عمودی، سامانههای پرتاب فضایی، قایقهای مسابقهای، یاتها و پلتفرمهای دفاعی در خشکی، دریا و هوا است.
نتیجهگیری؛ آینده موتورهای جت مافوق صوت با Helix و DualityTM
نسل تازه موتورهای الکتریکی و معماری پیشرانه هیبرید الکتریکی DualityTM میتواند عصر تازهای از پروازهای مافوق صوت ایجاد کند. چگالی توان بالا، انعطافپذیری عملیاتی و بهرهوری بیسابقه، این فناوریها را به یکی از مهمترین روندهای آینده هوانوردی تبدیل کرده است.
اگر به آینده موتورهای جت مافوق صوت علاقه دارید، دیدگاهتان را در بخش نظرات بنویسید یا این مقاله را با دوستان خود به اشتراک بگذارید.
