Блог

Dec 13, 2023

Микротурбинный генератор FusionFlight объединяет мощность в очень маленьком корпусе

Майк Брезоник, 22 декабря 2022 г. Одна из постоянных задач инженеров —

Майк Брезоник22 декабря 2022 г.

Один из постоянных вопросов инженеров прост: как обеспечить максимальную мощность в самом маленьком и легком корпусе. Теперь техасская компания разработала генераторную систему, которая может выдавать 8 кВт, занимая при этом примерно столько же места, сколько ящик для инструментов.

Запущенный в конце прошлого года микротурбинный генератор ARC от FusionFlight изначально задумывался как альтернативный источник энергии для дронов. Но генеральному директору компании Алексу Тайтсу стало ясно, что высокое соотношение мощности и веса и компактные размеры делают его подходящим для многих других площадок.

«Изначально ARC был разработан для больших электрических дронов, чтобы заменить тяжелые литиевые батареи», — сказал Тейтс. «Это позволяет дронам использовать преимущества высокой плотности энергии керосина и значительно увеличить дальность полета и выносливость.

«Позже стало ясно, что ARC также имеет большое применение в качестве вспомогательной силовой установки (ВСУ) для больших самолетов, работающих на топливе, или в качестве аварийного источника энергии во время стихийных бедствий».

Генератор ARC основан на двухступенчатой ​​микротурбине с максимальной рабочей скоростью 130 000 об/мин – слишком высокая входная скорость, с которой может справиться любой генератор переменного тока.

«ARC использует два метода для снижения оборотов», — сказал Тейтс. «Во-первых, турбина второй ступени отсоединена от первой, что обеспечивает значительное снижение. После этого используется современный редуктор, чтобы снизить обороты до конечного значения. Жидкое топливо циркулирует через этот редуктор, чтобы сохраняйте прохладу во время работы».

Коробка передач работает на легкий и высокопроизводительный трехфазный бесщеточный генератор переменного тока, который вместе с силовой электроникой подает мощность 8 кВт напряжением от 25 до 84 В постоянного тока на два клеммных соединения M6. По словам компании, для более высоких требований к мощности можно подключить несколько генераторов параллельно.

Кроме того, FusionFlight предлагает несколько типов внешних электронных модулей, в том числе понижающие и повышающие регуляторы и инверторы для управления различными типами нагрузок переменного тока, например, стандартными бытовыми устройствами. По словам Тейтса, инвертор также можно соединить с зарядным устройством и использовать в качестве расширителя запаса хода для электромобилей.

Устройство оснащено бесщеточным стартером, питаемым от компактной литий-железо-фосфатной батареи. Как только ARC достигает рабочей скорости, аккумулятор заряжается с помощью встроенного зарядного устройства.

Компоненты ARC упакованы в корпус из алюминия и углеродного волокна длиной 20,7 дюйма, шириной 10,6 дюйма и высотой 6,61 дюйма (510 x 270 x 168 мм) и весом 9 кг (20,7 фунта). .

Генератор ARC не имеет собственного встроенного топливного бака, вместо этого он использует встроенный топливный модуль, который включает в себя насосы, а также порты подачи и возврата, которые забирают топливо из удаленных топливных баков пользователя. «Это позволяет нам создать очень компактный генератор, легко адаптируемый для различных применений», — отметил Тейтс.

FusionFlight также предлагает топливные баки емкостью от 5 до 105 галлонов. (от 20 до 400 л). Агрегат может работать на различных жидких видах топлива, в том числе на дизельном топливе, керосине и Jet-A, смешанных с 5% турбомасла для внутренней смазки.

Микротурбина ARC не имеет встроенных элементов управления, доступ ко всем рабочим функциям можно получить через удаленный проводной элемент управления или приложение (см. видео из FusionFlight ниже). «Приложение Bluetooth контролирует все аспекты работы турбины», — сказал Тейтс, — «включая последовательность автоматического запуска, дросселирование, автоматическое охлаждение, а также все другие функции, такие как заправка топлива и диагностика».

Одним из наиболее заметных аспектов ARC является высокий уровень шума – 100 дБ(А). «Уровень звука, безусловно, высокий», — отметил Тейтс. «Но первоначальные применения ARC касались в основном самолетов, так что это не было большой проблемой. Использование его дома во время отключения электроэнергии кажется маловероятным из-за шума, но в настоящее время мы разрабатываем способы снижения уровня шума и изучаем несколько пути, включая впускные и выпускные каналы, а также активное шумоподавление».