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Desafio de velocidade de aeronaves elétricas: por que a Rolls-Royce escolheu usar motores de fluxo axial para quebrar o recorde?
À medida que a tecnologia de voo elétrico continua avançando, as principais companhias aéreas e empresas de tecnologia estão explorando como quebrar recordes de velocidade de voo por meio de designs inovadores. O projeto ACCEL da Rolls-Royce é um dos melhores. O sucesso desta aeronave elétrica depende não apenas da tecnologia de engenharia avançada, mas também do seu sistema de energia exclusivo: o motor de fluxo axial, cujo design lhe confere vantagens únicas em termos de alta potência e leveza.
Vantagens do motor de fluxo axial
O design do motor de fluxo axial permite que ele forneça maior densidade de potência do que os motores de fluxo radial tradicionais no mesmo volume. A distância entre o rotor e o estator deste motor é disposta axialmente, tornando o fluxo magnético mais direto e permitindo o uso de materiais mais leves no projeto, reduzindo assim o peso total.
No modo de fluxo axial, o torque produzido aumenta como uma função cúbica à medida que o diâmetro do rotor aumenta, enquanto para máquinas de fluxo radial ele aumenta apenas como uma função quadrática.
Portanto, para aeronaves elétricas que exigem torque extremamente alto e bom gerenciamento de calor, os motores de fluxo axial podem, sem dúvida, atender melhor às necessidades. Sua natureza leve permite que ele forneça o impulso necessário, reduzindo a demanda de baterias e aumentando o tempo de voo.
Combinação de alto desempenho e desenvolvimento sustentável
Com as tendências atuais de proteção ambiental, a indústria da aviação está sob grande pressão para encontrar novas maneiras de reduzir sua pegada de carbono. O programa ACCEL da Rolls-Royce nasceu com esse propósito. Ele não busca apenas velocidade, mas também soluções de desenvolvimento sustentável. A alta eficiência desses motores de fluxo axial torna as aeronaves elétricas muito melhores do que os motores de combustível tradicionais em termos de uso de energia elétrica.
A pesquisa da YASA nessa área demonstrou ainda mais o potencial dos motores de fluxo axial. A empresa atingiu uma saída de 220 kW em seu projeto e manteve o peso dentro de 7 kg.
Uma densidade de potência tão alta demonstra o potencial ilimitado dos motores de fluxo axial no campo da aviação e prova plenamente que eles são uma parte indispensável da ciência da aviação do futuro.
Desafio técnico: Como ultrapassar o limite de velocidade?
Embora os motores de fluxo axial ofereçam muitas vantagens, eles também apresentam uma série de desafios técnicos. Por exemplo, um aumento na velocidade de rotação resulta em um aumento na força centrífuga, o que pode afetar a estabilidade e o desempenho do rotor. Além disso, um campo magnético irregular impede que o motor funcione de forma ideal.
Pesquisas futuras precisam se concentrar em melhorar a uniformidade do campo magnético e otimizar o design para resolver fundamentalmente esses gargalos de desempenho.
Além disso, o rápido desenvolvimento de aeronaves elétricas significa que a demanda do mercado por sistemas de propulsão elétrica mais inteligentes e eficientes está crescendo. A estratégia da Rolls-Royce não é apenas quebrar recordes de velocidade, mas também orientar toda a indústria em direção a uma direção mais eficiente e ecologicamente correta.
Perspectivas futuras
Com o mundo prestando mais atenção à tecnologia de voo elétrico, muitas empresas de aviação e instituições de P&D começaram a fazer investimentos e pesquisas relacionadas. Com a aplicação de vários novos materiais e novas tecnologias, espera-se que o desempenho dos motores de fluxo axial atinja um salto maior em um futuro próximo. Isso não só mudará o cenário do setor de aviação, mas também terá um impacto profundo em todo o sistema de transporte.
O futuro das aeronaves elétricas está cheio de oportunidades e desafios. Com o desenvolvimento da tecnologia, será que ela pode realmente atender às expectativas humanas de voo neutro em carbono?
