Компании Airbus и Toshiba подписали соглашение о совместной разработке сверхпроводящего авиационного двигателя. Это будет лёгкая и компактная установка мощностью от 2 МВт с охлаждением и питанием на основе охлаждённого до криогенных температур жидкого водорода. Японцы уже имеют прототип такого двигателя, а европейцы готовы интегрировать его в самолётные системы.

Источник изображения: Airbus

«Партнерство с Toshiba предоставляет уникальную возможность выйти за рамки ограничений современных частично сверхпроводящих и обычных электродвигателей, — сказал Гжегож Омбах (Grzegorz Ombach ), старший вице-президент Airbus и руководитель отдела перспективных исследований и разработок. — Благодаря этому сотрудничеству мы стремимся предложить прорывную технологию, которая могла бы открыть новые конструкторские возможности, в частности, для будущих самолетов Airbus, работающих на водороде».

Охлаждённый до температуры ниже -253 °C жидкий водород до попадания в водородные топливные ячейки будет охлаждать электродвигатель со сверхпроводящими обмотками и сверхпроводящим ротором. Это снизит потери от сопротивления обмоток и повысит соотношение вырабатываемой мощности к весу электродвигателя. По оценке Airbus, благодаря эффекту сверхпроводимости электродвигатели станут в три раза легче без потери мощности.

Водородные топливные ячейки смогут как напрямую питать электродвигатели самолётов, так и заряжать его тяговые аккумуляторы. Такой самолёт будет летать на большие расстояния, чем чисто аккумуляторный и при этом останется углеродно нейтральным, как того требует экологическая повестка. У компании Toshiba много лет имеется 2-МВт прототип подобного электродвигателя и теперь поставлена задача интегрировать его с авиационными системами.

В России также разрабатываются подобные гибридные и чисто электрические силовые установки с элементами сверхпроводимости. В частности, этим занимаются специалисты ЦИАМ.

Молодая компания H3X из Денвера создаёт новое поколение сверхмощных электрических двигателей для промышленности, а также морского, железнодорожного и воздушного транспорта. Удельная мощность двигателей достигнет 12 кВт/кг и выше. Лёгкие и мощные двигатели позволят брать на борт больше аккумуляторов, что позволит, например, удвоить дальность полётов электрических самолётов.

Электродвигатель HPDM-250. Источник изображений: H3X

Недавно компания отгрузила первую партию перспективных электродвигателей таким заказчикам, как NASA и ВВС США. На вершине линейки стоит двигатель HPDM-250 мощностью 200 кВт. Его вес составляет 18,7 кг. Удельная мощность агрегата равна 10,7 кВт/кг с КПД 95,4 %. Важно отметить, что в состав двигателя уже входит инвертор, тогда как альтернативные предложения предполагают использование отдельного инвертора массой от 10 кг и выше.

Высокая эффективность и удельная мощность получены благодаря сочетанию таких инновационных решений, как единая водяная рубашка с использованием присадок для охлаждения статора и ротора, уникальная силовая электроника, улучшенная конструкция обмотки статора и «оптимизация электромагнетизма».

«Мы находимся на амбициозном пути к тому, чтобы стать ведущим мировым поставщиком современных электродвигателей, — заявил Джейсон Сильвестр (Jason Sylvestre), соучредитель и генеральный директор H3X. — С поразительной скоростью мы доказали, что эта технология работает и играет ключевую роль в обеспечении устойчивости авиации, декарбонизации морского и промышленного секторов и внедрении электрифицированных оборонных технологий следующего поколения».

Прототип электродвигателя HPDM-3000 (3 МВт) с полым ротором

Шестого августа компания завершила очередной раунд сбора инвестиций. Поступление денежных средств значительно превысило целевой показатель на уровне $20 млн. Часть этих денег пойдёт на расширение линейки двигателей до мегаваттного класса. В частности, компания выпустит электродвигатели HPDM-350, 1500 и 2300. Так, двигатель HPDM-1500 массой 125 кг обеспечит 1,5 МВт мощности в непрерывном режиме с удельной мощностью на уровне 12 кВт/кг. Это знаковый показатель, который необходим для создания полностью электрического узкофюзеляжного самолёта размерами с Boeing 737.

Модульная сборка составного двигателя

Отдельный интерес представляют электрические двигатели компании для судов, военных кораблей и подводных лодок. Эти двигатели проектируются с полыми роторами, что позволит собирать их как модульную конструкцию. Шесть составленных в линию двигателей HPDM-1500 обеспечат совокупную мощность установки 9 МВт. Начало поставок первых 200-кВт версий новых электродвигателей заказчикам подтверждает способность компании воплощать задуманное в железе.

Товарные электрические пикапы Tesla Cybertruck начали сходить с конвейера предприятия компании в Техасе лишь в конце прошлого года, но модель уже попала под серию отзывных кампаний. Новая инициатива Tesla в полном понимании не является отзывом продукции, но подразумевает бесплатную замену тягового электродвигателя в машинах первых партий на добровольной основе.

Источник изображения: Tesla

Как поясняет Electrek, компания Tesla начала связываться с владельцами электрических пикапов Cybertruck первых партий, чтобы пригласить их на бесплатную замену тягового электродвигателя на более совершенную модификацию. По данным производителя, обновлённый электродвигатель обладает более высоким КПД и повышенной надёжностью. При этом замене будет подлежать лишь один из тяговых электродвигателей, хотя все выпускаемые Cybertruck до сих пор оснащались как минимум двумя тяговыми электродвигателями, поскольку поголовно обладают полным приводом.

Что характерно, Tesla предупреждает владельцев об отсутствии опасности со стороны прежних электродвигателей, их можно спокойно эксплуатировать и дальше. Скорее всего, компания пытается за счёт изъятия электродвигателей из ранней партии собрать какую-то статистику по их эксплуатационному ресурсу. Бесплатную замену электродвигателя владельцы Cybertruck могут осуществить в ходе планового визита на сервис. Никакой необходимости торопиться с этим нет, как и в целом соглашаться на подобную замену. Новые электродвигатели наверняка уже устанавливаются на выпускаемые сейчас пикапы Cybertruck, и за счёт изучения ранних экземпляров компания пытается понять, что ещё можно усовершенствовать в их конструкции.

Это тот редкий случай, когда можно купить новый McLaren всего за $7950 — правда, речь идёт не о суперкаре, а об электрическом горном велосипеде. Британский автопроизводитель анонсировал четыре модели, одну из которых провозгласил самой мощной в своём роде.

Источник изображений: McLaren

Линейка электрических горных велосипедов от McLaren представлена двумя основными моделями: Extreme с полной подвеской и хардтейл Sport. Каждый из них, в свою очередь, доступны в вариантах с двигателями мощностью 600 и 250 Вт. Все четыре велосипеда отличают рама из углепластика и расположенный на руле экран управления, «графика которого имитирует автомобильный дисплей».

Старшей в линейке является модель Extreme 600 за $11 950 — McLaren уверяет, что это самый мощный в мире электрический горный велосипед, разрешённый к эксплуатации на бездорожье. Его расположенный посередине двигатель имеет мощность 600 Вт, развивает крутящий момент 161 Н·м и пиковую мощность 852 Вт, что позволяет ему разгоняться до 32 км/ч. Он, как и другие модели, предлагает четыре режима работы мотора: Eco, Trail, Sport и Race, а также Off, то есть его отключение. Питание обеспечивает вмонтированная в нижнюю трубку батарея с рабочим напряжением 48 В и ёмкостью 14,5 А·ч/720 Вт·ч. Время зарядки и время работы аккумулятора не уточняются.

Велосипед комплектуется 12-ступенчатой трансмиссией SRAM XX Eagle AXS с электронным переключением передач; вилкой RockShox Lyrik Rush RC с ходом 160 мм; задним амортизатором RockShox RS Deluxe Select+ с ходом 145 мм; чётырёхпоршневыми гидравлическими дисковыми тормозами; а также колёсами с углепластиковыми ободами (29-дюймовые впереди и 27,5-дюймовые сзади), обутыми в шины Pirelli Scorpion Enduro. На борту также имеется фара на 1550 лм.

Модель Sport 600 за $8950 имеет более скромную комплектацию. Здесь отсутствует задняя подвеска; трансмиссия сменилась 12-ступенчатой механической SRAM GX Eagle; а передняя вилка — RockShox Pike Rush RC с ходом 140 мм. Модели Extreme 250 за $10 950 и Sport 250 за $7950 почти идентичны старшим за исключением менее мощных двигателей на 250 Вт. Все четыре электрических горных велосипеда доступны в ограниченном количестве на сайте McLaren.

Мировая электромобильная промышленность зависит от поставок сырья из Китая не только в сфере производства тяговых аккумуляторов, но и при выпуске электродвигателей. Японские компании обеспокоены тем, что отечественная автомобильная промышленность уязвима в этом отношении, а потому создают магниты для тяговых электродвигателей, которые не требуют поставляемого из Китая неодима.

Источник изображения: Proterial

Являющаяся подразделением Hitachi компания Proterial ещё в прошлом году начала разработку ферритовых магнитов особой конструкции, которые позволяли бы без использования неодима добиться от электродвигателей таких характеристик, которые устроили бы автопроизводителей. Прототип электродвигателя на их основе был изготовлен и испытан специалистами Proterial в этом году, и компания утверждает, что подобные компоненты силовых установок вполне могут применяться в электромобилях.

Ферритовые магниты состоят преимущественно из оксида железа, поэтому для их производства не требуется неодим, который поставляется из Китая. При этом неодимовые магниты обычно в десять раз сильнее ферритовых, и это качество весьма востребовано при производстве тяговых электродвигателей. Ферритовые магниты по этой причине не нашли особого распространения в этом сегменте рынка. Proterial утверждает, что особая компоновка ферритовых магнитов позволяет компенсировать их изначально более слабые характеристики, и создавать на их основе вполне конкурентоспособные тяговые электродвигатели.

Компания не собирается выпускать такие электродвигатели самостоятельно, но готова снабжать ферритовыми магнитами тех производителей, которые в силу определённых причин не готовы использовать неодимовые магниты. Правда, поставить на конвейер электродвигатели для транспорта на основе ферритовых магнитов придётся не ранее начала следующего десятилетия, если говорить о массовом производстве.