作為世界知名機(jī)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供應(yīng)商,EMS有限公司總經(jīng)理斯圖爾特·古爾?。?/span>Stewart Goulding)向我們解釋了電機(jī)是如何在飛機(jī)上充分利用燃料的,。 1903年12月17日,在北卡羅萊納州,,賴特兄弟設(shè)計(jì)制造的飛機(jī)成為第一臺搭載飛行員的動(dòng)力飛行器,,它是一種密度大于空氣的飛行器。現(xiàn)如今對于許多飛行器設(shè)計(jì)師來說,,他們的雄心是要實(shí)現(xiàn)與之相反的目標(biāo)——比空氣密度更小的飛行器,。雖然“比空氣輕”的稱號是屬于齊柏林這樣的飛艇和Airlander這樣的混合式飛艇的,但所有航空航天企業(yè)都面臨著使其制造的飛機(jī)更輕的挑戰(zhàn),。波音747每秒鐘大約消耗一加侖燃油,,每英里大約燃燒五加侖燃油。任何規(guī)模的飛機(jī)都不希望消耗過多的燃料和金錢,,因此需要采取措施使這些消耗盡可能產(chǎn)生更大的效益,。在倫敦,,每天有大約213000名乘客出入希思羅(Heathrow)機(jī)場,而每45秒就有一架飛機(jī)降落或升空,。我們對海外旅行的渴望不會很快衰退,,因此對更多商業(yè)航班的需求與減少碳足跡、提高航空業(yè)效率的并行壓力越來越大,。為了降低油耗,,航空公司正在盡可能地減重。例如,,座位越來越薄,、越來越輕,飛行員們用平板電腦代替紙質(zhì)手冊,,甚至我們飲料中的冰塊也在減少,。除了熱飲和無紙文件外,發(fā)動(dòng)機(jī)還可以在減輕飛機(jī)重量方面發(fā)揮重要作用,。由于機(jī)上每一克燃油都會增加油耗,,所以傾斜座椅、電動(dòng)電視屏幕,、百葉窗,,甚至改善衛(wèi)生的自動(dòng)馬桶座等客艙功能都可以受益于輕型電機(jī),使得在降低油耗的同時(shí)還可以提供豪華服務(wù),。雖然大多數(shù)電機(jī)都是在頭等艙和商務(wù)座椅上,,但電機(jī)也可以在許多安全關(guān)鍵應(yīng)用中找到。例如,,發(fā)動(dòng)機(jī)在機(jī)艙門,、緊急出口和飛行員座椅的鎖定機(jī)構(gòu)中起著至關(guān)重要的作用,這些機(jī)構(gòu)在起飛和降落時(shí)必須保持在固定位置,。電機(jī)也被用來調(diào)節(jié)飛機(jī)空調(diào)系統(tǒng)的壓力閥門,。由于電機(jī)有助于提高豪華和行政旅行舒適度,同時(shí)也提供了一些基本的安全功能,,因此機(jī)上的操作若沒有它們則會是完全不一樣的體驗(yàn),。為了幫助減少排放,使旅行更加可持續(xù)化,,飛機(jī)設(shè)計(jì)工程師必須確保他們選擇的電機(jī)是輕量化并且可靠的,。與奢華的高級旅行和大型商業(yè)航班截然不同的小型飛行器也需要注意燃油消耗。小型飛行器也被稱為無人機(jī)(UAV),,是軍事,、應(yīng)急服務(wù)和越來越多的工業(yè)偵察飛行和測量的重要運(yùn)輸方法。為了使用最少的燃料來延長飛行時(shí)間,,這些飛機(jī)需要可靠的推進(jìn)系統(tǒng),。以前,,實(shí)現(xiàn)將燃料輸送到發(fā)動(dòng)機(jī)的唯一方法是通過化油器提供燃料和空氣的可燃混合物。然而,,化油器無法為飛行的各個(gè)階段提供最佳的燃料混合,。越來越多的小型飛行器制造商開始考慮一種更優(yōu)化的方法,即利用電子燃油噴射(EFI)取代化油器為小型無人機(jī)提供燃油噴射,。該系統(tǒng)的工作原理是使用專用噴射器將系統(tǒng)中處于壓力下的燃油噴射到進(jìn)氣歧管中,,并使用電子控制單元對燃油空氣比進(jìn)行控制。發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)中的傳感器,,將數(shù)據(jù)輸入電控單元,,然后對其進(jìn)行評估,并計(jì)算特定點(diǎn)所需的理想燃油量,。發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒需要燃料和空氣的適當(dāng)平衡,,因此傳感器也有助于系統(tǒng)在飛行的每一個(gè)精確時(shí)刻根據(jù)負(fù)載和當(dāng)前狀態(tài)對混合氣進(jìn)行微調(diào)。在無人機(jī)中,,有效的燃油消耗尤為重要,因?yàn)樵跓o人機(jī)中,,每節(jié)省一克重量就有助于延長飛行時(shí)間或增加可用載荷,。化油器的另一個(gè)問題是它們獲得的燃料混合物的不一致性,。如果混合物在高海拔高度下過度混合,,那么在海平面高度卻能夠達(dá)到完美程度。相反,,如果它在飛行高度上是理想的,,那么它在地面上的混合程度就太低了。這個(gè)難以折中的問題會導(dǎo)致性能降低和燃油消耗增加,。電噴的高壓意味著即使在高海拔地區(qū),,噴射量也會根據(jù)溫度、氣壓和所需性能等數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)的電子計(jì)算,。由于壓力有助于產(chǎn)生極細(xì)微的燃油蒸發(fā)變化,,因此它確保了燃油和空氣的一致混合。所以,,使用電噴系統(tǒng)可以將油耗降低30%,。小型飛機(jī)和小型發(fā)動(dòng)機(jī)在為小型飛機(jī)設(shè)計(jì)噴射系統(tǒng)時(shí),一切都需要最小化,。緊湊型系統(tǒng)由許多部件組成,,包括噴油器、燃油泵,、點(diǎn)火模塊和燃油壓力蓄能器,。這些機(jī)械部件只需重幾百克,,占用的空間越小越好,這樣既節(jié)省了空間,,又有助于保持飛機(jī)的輕量化,。一個(gè)高性能,低重量的直流微電機(jī),,如由EMS提供的Faulhaber系列,,可以緊湊地安裝到電噴系統(tǒng)中,以幫助提供穩(wěn)定一致的燃油壓力,。馬達(dá)會輔助產(chǎn)生所需的能量以構(gòu)建必要的壓力,,從而驅(qū)動(dòng)燃油泵向系統(tǒng)輸送燃油和空氣。電機(jī)必須要不知疲倦地工作,,利用低轉(zhuǎn)子慣性快速可靠地加速和制動(dòng),。由于Faulhaber電機(jī)還具有高功率和低重量的特點(diǎn),因此它們構(gòu)成了這一重要燃油系統(tǒng)的一部分,,而且不會導(dǎo)致任何不必要的重量增加,。正如萊特兄弟發(fā)明輕型飛行器后,人們對輕型飛行器的需求可能有了顯著的發(fā)展,,節(jié)約燃料消耗的需求在短期內(nèi)不會停止增長,。從為高空飛行的旅客提供輕量化的解決方案,到幫助小型飛行器充分利用燃料,,微電機(jī)是促進(jìn)航空工業(yè)蓬勃發(fā)展的關(guān)鍵,。
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