Двигатель пд 18: РИА Новости - события в Москве, России и мире сегодня: темы дня, фото, видео, инфографика, радио

Содержание

РИА Новости — события в Москве, России и мире сегодня: темы дня, фото, видео, инфографика, радио

РИА Новости

4.7

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Регистрация пройдена успешно!
Пожалуйста, перейдите по ссылке из письма, отправленного на

Политика

В мире

Экономика

Общество

Происшествия

Армия

Наука

Спорт

Культура

Религия

Туризм

Специальная военная операция на Украине

ВСУ стягивают технику в подконтрольную им часть Запорожской области

«Ускориться реально возможно»: получит ли «Суперджет» отечественный двигатель

На фоне ужесточения санкций в России форсируют создание новой, «импортозамещенной» версии отечественного пассажирского самолета Sukhoi Superjet.

В частности, для этого необходимо ускорить сертификацию новых двигателей ПД-8. Эксперты рассказали «Газете.Ru», как именно можно ускорить процесс, в чем особенность нового двигателя, а также о потенциальном вреде для него от западных санкций.

Глава Минпромторга РФ Денис Мантуров поручил ускорить сертификацию нового российского двигателя ПД-8, и провести ее в течение 12-14 месяцев.

ПД-8 является ключевым элементом разрабатываемого самолета SSJ-New – модификации Sukhoi Superjet 100. Основной задачей конструкторов этой версии самолета было по максимуму избавиться от импортных деталей. Новый двигатель создает Объединенная двигателестроительная корпорация Ростеха (ОДК).

Исполнительный директор агентства «АвиаПорт» Олег Пантелеев пояснил «Газете.Ru», о каких новых сроках сертификации идет речь. По его словам, если отсчитать 12-14 месяцев от настоящего момента, это будет начало-середина 2023 года, второй квартал. Это значит, что речь идет о сокращении сроков на полгода, поскольку ранее планировалось закончить к четвертому кварталу.

«Ускориться реально возможно, если в различных испытаниях задействовать одновременно большее количество опытных двигателей, то есть запараллелить некоторые работы и на определенное направление выделить больше ресурсов. Поэтому полгода выиграть вполне возможно, если привлекать больше специалистов и дополнительных подрядчиков»,

– сказал Пантелеев.

Также эксперт рассказал о сертификации этого двигателя в Европе.

«Я не слышал, чтобы ПД-8 планировалось сертифицировать по европейским нормам, но мы помним, что европейские нормы гораздо строже российских, в частности, по испытаниям на вулканический пепел. И если по программе ПД-14 планировалось завершить испытания именно под Европейское агентство по безопасности полетов (EASA), и это создавало нагрузку на стендовую базу, то если нет задачи сертифицировать под EASA, мы можем что-то поменять местами и использовать какие-то стенды. У нас главная задача – обеспечение потребностей российской авиационной отрасли, то есть отечественных компаний.

Для этого никакая европейская или другая сертификация не нужна», – пояснил он.

100%

Испытания нового двигателя активно идут уже сейчас: в начале февраля прошло испытание газогенератора в барокамере, а первые запуски опытного двигателя намечены на март.

«Успешность испытаний будет зависеть от того, подтвердит ли железо заявленные характеристики или нет. При испытании техники может произойти все что угодно. В этом двигателе применены материалы и технологии не с нуля, а те, что предприятиями ОДК уже освоены. Очень важной новацией в программе ПД-8 были организационные методы взаимодействия. Это параллельное проектирование и моделирование. Вопрос не в том, что это было и раньше, а в том, что сейчас многие вещи в программах ПД-14 и ПД-35 отработаны. Но если в этих программах ведущей организацией был «ОДК-Авиадвигатель», то сейчас головным исполнителем является Рыбинск, где на площадке собирается авиадвигатель», – рассказал Пантелеев.

Специалист также раскрыл, какие приоритеты были заданы при постановке задачи.

«Генеральный конструктор Объединенной двигателестроительной корпорации (ОДК) Юрий Шмотин на вопрос о новизне ПД-8, каких-то суперсплавах и технических прорывах, ответил следующее: «Задача – сделать двигатель достаточно быстро, на современном уровне с точки зрения характеристик и скорее минимизировать риски, чем выигрывать десятые доли процентов эффективности», – пояснил он.

Однако принципиально важным было создать для нового «Суперджета» именно полностью российский двигатель.

«Представители корпорации «Иркут» заявляли, что это будет полностью импортозамещенный самолет. Это значит, что разработчиками и производителями систем будут российские компании. Вот когда дело дойдет до элементной базы, будут ли там микросхемы, которые будут закупать в Китае – мы не знаем», — уточнил Пантелеев.

Владимир Карнозов, аналитик Aviation Explorer, также подтвердил, что ПД-8 напрямую не зависим от импортных поставок.

«Да, это полностью российский двигатель. При его изготовлении будет применяться импортное оборудование, но это не играет никакой роли – оно уже закуплено, налажено и работает, в том числе и на заводе в Рыбинске.

Даже если вы используете западный станок – ну и что, двигатель-то все равно остается российским», — рассказал он.

Однако, по словам эксперта, западные санкции потенциально все равно могут навредить производству.

«Конечно, потенциальные проблемы есть. Если будет что-то ломаться, то встанет вопрос, где брать запчасти. Их будут как-то доставать, изыскивать способы. То есть санкции могут повлиять на поддержание станочного парка в исправном состоянии»,

– пояснил Карнозов.

Специалист также рассказал о преимуществе ПД-8 над двигателем, который устанавливают на «Суперджеты» сейчас.

«ПД-8 будет обладать лучшими характеристиками, поскольку он сделан почти четверть века спустя. В старом двигателе установлен французский газогенератор разработки конца 1990-х годов, то есть ему 20 лет. У нового российского двигателя будет газогенератор на базе ПД-14, который гораздо современнее. Благодаря новому генератору повысится температура газов перед турбиной и вырастет степень повышения давления. Это важнейшие параметры для гражданской авиации, которые влияют на расход топлива», – сказал Карнозов.

В данный момент на «Суперджетах» установлен франко-российский двигатель PowerJet SaM146. Его газогенератор, камеру сгорания и турбину высокого давления делают французы, а «холодную» часть — вентилятор и турбину низкого давления – производит российская компания «Сатурн». Общая сборка также проходит в России.

Мотор-колесо Protean Electric PD18

Только две из более чем 30 моделей автомобилей, в которых был продемонстрирован PD18 транспортные средства. Об этом сообщает Уэйн Уорд.
Готовность к будущему
Чисто электрические автомобили быстро превращаются из нишевой покупки в покупку, которая вскоре станет обычным явлением. В связи с тем, что законодательство налагает на производителей автомобилей требование сократить выбросы, возникает необходимость выбора технологии, на основе которой будут разрабатываться эти автомобили.
Несмотря на то, что гибриды доступны от основных производителей более 20 лет, это относительно незрелый сектор с технической точки зрения, если судить о зрелости по конвергенции вокруг единственного успешного решения для движения легковых автомобилей, которое не зависит от исключительно на ДВС. С точки зрения конвергенции одной или нескольких технологий, которые оказались наиболее эффективными, наиболее экономичными, надежными и безопасными, этот путь все еще находится лишь на полпути.
До сих пор общим фактором среди автопроизводителей, вступающих в борьбу с гибридами или электромобилями, было то, что электрические машины устанавливались на шасси с приводом от обычных карданных валов к ведущим колесам. Это в какой-то степени понятно — ранние разработки могут быть выполнены с довольно обычными двигателями, и большая часть существующего оборудования автомобиля может быть сохранена.
Однако упаковка не очень. Двигатели, коробки передач и силовая электроника занимают место на шасси, которое можно было бы использовать с большей пользой, особенно для дополнительных аккумуляторов. Поскольку «беспокойство по запасу хода» является одной из основных проблем среди тех покупателей, которые все еще цепляются за свои двигатели внутреннего сгорания, здесь может помочь размещение большего количества батарей там, где установлены двигатели.
Шаг вперед Protean Electric, компания, избравшая другой путь, а именно размещение двигателей в мертвом пространстве, занимаемом в настоящее время тормозами на обычном транспортном средстве, оставляя центр шасси свободным для других компонентов (аккумуляторы, конденсаторы или топливные элементы для пример). Хотя Protean — не единственная компания, рассматривающая возможность использования мотор-колес, ее продукты имеют ключевое преимущество: во многих случаях их можно дооснастить существующими транспортными средствами, при условии, что колеса имеют достаточно большой диаметр.
Пространство на шасси, где обычно устанавливаются электродвигатель и трансмиссия, можно использовать для других функций. Для полного электрического преобразования шасси не должно справляться с многочисленными и разнообразными требованиями, которые предъявляют к нему двигатели внутреннего сгорания и вспомогательные системы. Основной движущей силой конструкции шасси будет то, как безопасно и эффективно разместить на транспортном средстве максимальное количество систем накопления энергии.
Двигатель Protean PD18 отличается от большинства знакомых нам тяговых электродвигателей. Наиболее очевидным отличием колесного двигателя от обычного тягового двигателя является взаимосвязь между ротором и статором.
В обычном двигателе статор окружает ротор, но в колесном двигателе это соотношение обратное, то есть статор окружен ротором. Двигатель Protean, в соответствии с его конструктивным принципом настоящей модернизации, включает в себя дисковый тормоз, разработанный совместно с британским специалистом по тормозам Alcon. Двигатель также включает в себя всю силовую электронику, поэтому требуются только соединения для высоковольтных кабелей от аккумулятора, соединения контуров охлаждения и проводка систем управления для блока управления автомобилем.
PD18 уже хорошо разработан и успешно используется в ряде демонстрационных автомобилей, от небольших семейных хэтчбеков, таких как VW Golf, до Mercedes E-Class и пикапа Ford F150 до Vauxhall/Opel. Фургоны Виваро. Также были двух- и полноприводные приложения, а также демонстрационные образцы чистого электромобиля и подключаемого гибрида.
PD18 включает в себя силовую электронику и дисковый тормоз для замены заводского тормоза, что значительно упрощает процесс упаковки
Нельзя недооценивать аспект упрощения использования мотор-колес. Поскольку гибриды по-прежнему пользуются популярностью, разрабатываются шасси, необходимые для установки двигателей, топливных баков с углеводородом и больших систем охлаждения для воды и масла, а также тяговых двигателей, силовой электроники и (где применимо) редукторов для тяговых двигателей.
Однако в будущем, с предполагаемым широким внедрением чистых электромобилей, мы увидим, что конструкции шасси будут оптимизированы для хранения энергии. Если шасси больше не требуется для установки электрических машин и т. д., можно максимизировать накопление энергии от аккумуляторов или конденсаторов или, возможно, можно разместить топливный элемент и водородный бак для увеличения запаса хода в пространстве, где будут установлены двигатели.
Свобода, предоставленная разработчикам шасси исключительно для электромобилей, до сих пор приводила к относительно тесному консенсусу в философии дизайна. Tesla, Nissan, BMW, Jaguar и другие компании выбрали плоский и широкий аккумуляторный блок, который является основной частью шасси, в то время как VW e-Golf и другие, такие как Mercedes e-SLS, выбрали дизайн позвоночника.
Выбрав конструкцию двигателя, работающего с той же скоростью, что и опорные катки, и обеспечивающего достаточный крутящий момент, система Protean избавилась от необходимости в какой-либо трансмиссии. Кроме того, благодаря компактной компоновке силовой электроники компания разработала комбинированный блок двигателя и электроники, который позволяет группе разработчиков шасси сконцентрироваться только на размещении аккумуляторов, управлении батареями и системах охлаждения.
Транспортные средства, оснащенные двигателями в колесах (которые, следовательно, движутся с дорожной скоростью), не страдают от некоторых механических недостатков, характерных для автомобилей с центральным двигателем, трансмиссией и карданными валами. Они были количественно оценены в документе SAE Уоттсом и др. (1), которые с помощью комбинации данных Теслы и работы по моделированию показывают, что на скорости выше 15 миль в час потери больше для типичного заднего привода, оснащенного центральным двигателем, чем один с колесными двигателями, при этом потери в трансмиссии на скорости 50 миль в час на 50% больше.
Диаграмма в Watts et al. показывает, что при скорости 70 миль в час потери в трансмиссии центральной двигательной системы примерно на 80 % больше по сравнению с системой колесного двигателя.
Для количественной оценки того, что при движении со скоростью 70 миль в час в течение часа автомобиль с колесным двигателем будет потреблять на 2,94 кВтч меньше энергии (94 Втч/миля потерь в трансмиссии для центральной системы двигателя по сравнению с 52 Втч/миля для системы колесного двигателя) . По сути, это означает, что емкость аккумуляторной батареи автомобиля используется более эффективно, что приводит к увеличению запаса хода.
Вместо карданных валов, соединяющих трансмиссию с колесами, задача проектирования состоит в том, чтобы спроектировать гибкие соединения между системой охлаждения на шасси и соединениями входа/выхода охлаждающей жидкости на колесном двигателе, а также проложить силовые кабели к двигателю. В системах, в которых двигатели установлены удаленно от комбинированного модуля силовой электроники и батареи, требуются три высоковольтных фазных кабеля (по одному на фазу) на каждый двигатель. В PD18, который объединяет двигатель и силовую электронику в одном компактном блоке, требуется всего два кабеля для подключения аккумулятора к встроенным инверторам, входящим в комплект поставки двигателя.
Вид в частичном разрезе, как выглядит PD18 в установленном 1:1. Габаритные размеры готового двигателя вместе со статором и корпусом также обычно имеют отношение длины к диаметру 1:1 или больше.
Если соотношение размеров двигателя намного меньше 1:1, то такие машины обычно относятся к типу осевых, которые характеризуются более низкими рабочими скоростями и более высокими крутящими моментами (для данного уровня мощности), чем их радиальные потоки эквиваленты.
Имея соотношение сторон около 3:1, двигатель Protean намного ближе к пространственной оболочке конструкции с осевым потоком, но это машина с радиальным потоком тороидальной формы, а не «блинчик» с осевым потоком. Это должна быть короткая конструкция, потому что ее целью является соответствие внутреннему диаметру обода обычного автомобильного колеса.
Как и в обычном двигателе, ротор несет пластины и магниты заднего сердечника, но в этом случае центробежные силы не пытаются оторвать магниты от ротора, а принуждают их к более тесному контакту с сердечником. Таким образом, нет необходимости в каких-либо удерживающих элементах, таких как гильзы с намотанной нитью, которые могут потребоваться в обычном двигателе с радиальным магнитным потоком и внутренним ротором.
Одним из электромагнитных преимуществ этого является то, что воздушный зазор соответственно меньше, чем это было бы возможно с обычным двигателем. Еще одно (небольшое) преимущество заключается в максимальном увеличении диаметра воздушного зазора.
Обмотки статора полностью герметизированы теплопроводным заливочным компаундом. Обмотки имеют необычную конфигурацию, поскольку они сегментированы, а двигатель намотан и управляется как четыре отдельных вспомогательных двигателя.
Это означает, что в случае проблемы с обмотками двигателя проблемный участок может быть изолирован, а оставшиеся три части двигателя могут работать в обычном режиме, лишь с незначительной потерей производительности. Они могут компенсировать потерю крутящего момента, связанную с отключением одного вспомогательного двигателя.
В случае колесных двигателей или даже сдвоенных двигателей, установленных на шасси, потеря крутящего момента из-за полного отключения двигателя с одной стороны транспортного средства или на одном повороте может вызвать значительный рыскающий момент и привести к отклонению транспортного средства от одна сторона. Сегментированная электрическая архитектура двигателя очень эффективно ограничивает любую такую нестабильность.
Стратегия обмотки вспомогательного двигателя, описанная выше и изложенная в патенте Boughtwood (2), имеет и другие преимущества, в том числе более низкое тепловыделение, более высокая скорость переключения, а также снижение медных потерь и потерь при переключении.
Механическая конструкция

PD18, как мотор-колесо, выполняет ряд функций, позволяя снизить общее количество деталей автомобиля. Он включает в себя не только электрическую машину, но и всю силовую и управляющую электронику. Необычно то, что он также объединяет автомобильный тормоз и ступичный подшипник — привлекательное предложение для производителя транспортных средств, стремящегося электрифицировать свой автопарк, поскольку объем работ по разработке упаковки значительно сокращается, а сам двигатель представляет собой настоящую модернизацию.
Только малая часть автоматизированного процесса намотки PD18
Двигатель был разработан со статором, прикрепленным к ступице колеса, и ротором, образующим внешнюю часть двигателя. Такое расположение «наизнанку» имеет ряд механических преимуществ.
Во-первых, стало возможным использовать стандартные ступичные подшипники транспортных средств в качестве подшипников двигателя, что позволило воспользоваться превосходной надежностью автомобильных ступичных подшипников. Жесткость подшипника имеет решающее значение, поскольку она влияет не только на воздушный зазор, но и на деформацию уплотнения главного двигателя между ротором и статором.
Во-вторых, компоненты ротора (магниты и т. д.) не требуют фиксации, чтобы предотвратить их отсоединение, как в обычном двигателе, где они размещаются на периферии ротора. В случае Protean ротор и сердечник образуют ретенцию. Это имеет небольшое преимущество с точки зрения упрощения и помогает уменьшить воздушный зазор — ключевой параметр производительности.
Помимо фундаментальной архитектуры, механическая конструкция двигателя традиционна. Статор состоит из зубчатых пластин, намотанных медной проволокой. Обмотки герметизированы, и тепло, генерируемое в обмотках (потери в меди), вместе с частью потерь в стали передаются жидкому хладагенту (смесь воды и гликоля 50/50) через вкладыш пазов и пластины железа.
Успех стратегии охлаждения зависит от выбора оптимальных материалов для облицовки пазов и заливочного компаунда, которые должны быть как можно более теплопроводными, сохраняя при этом высокую диэлектрическую прочность. Путь охлаждающей жидкости предназначен для охлаждения силовой электроники, поэтому он имеет как радиальную, так и осевую сторону.
Радиальная часть контура охлаждающей жидкости проходит между силовой электроникой и одним концом статора. Осевое сечение контура теплоносителя содержит каналы, проходящие вдоль внутреннего диаметра статора. Эффективность системы охлаждения и исправность машины контролируются с помощью датчиков температуры, встроенных в каждый вспомогательный двигатель.
Двигатель рассчитан на срок службы 300 000 км/15 лет/8000 часов, и ускоренные испытания используются для проверки достижения этого целевого значения. Жизненно важно, чтобы такая долговечность была воплощена в новом продукте, если конечные покупатели новых автомобилей должны быть убеждены в преимуществах.
Общий дизайн очень компактный и продуманная упаковка, но также стоит учитывать то, чего не хватает в дизайне. С двигателем в колесе, действующим непосредственно в зависимости от скорости вращения колеса, не учитывается неэффективность трансмиссии при расчетах потерь энергии или требований к охлаждению, и, конечно же, нет трансмиссии, устанавливаемой на шасси вместе с двигателем.
Также отсутствуют карданные валы с ШРУСами, которые являются еще одним небольшим источником неэффективности. Какими бы незначительными ни были выгоды от отказа от валов с ШРУСами, такие улучшения в экономии топлива будут приветствоваться производителями автомобилей с двигателями внутреннего сгорания или электромобилей с двигателями, установленными на шасси, как значительное достижение. Возможность удаления компонентов, которые вызывают механические потери, важна, и только с колесными двигателями такие потери могут быть устранены.
На конференции Cenex-LCV в 2017 году были представлены некоторые интересные результаты, которые показали повышенную эффективность BMW i3, оснащенного двигателями Protean, по сравнению с трансмиссией оригинального BMW.
Невозможно проанализировать результаты, чтобы точно показать, откуда взялся прирост эффективности, но среднее потребление энергии в комбинированном ездовом цикле USHwy, USDDS и US06 было на 3,6% ниже с системой Protean. Во многом это было связано с тем, что PD18 мог обойтись без потерь, связанных с оригинальной трансмиссией, дифференциалом и приводными валами с ШРУСами.
Двигатель Protean, не требующий трансмиссии и включающий силовую электронику, означает, что преобразование существующего автомобиля с двигателем внутреннего сгорания в гибридный или полный электромобиль представляет собой простую механическую работу по установке, поскольку для пакет на шасси.
Именно простота установки и интеграции с транспортным средством позволила Protean и ее партнерам по установке (таким как Mahle Powertrain) произвести широкий спектр демонстраторов технологий, упомянутых ранее.
На этом графике показана производительность PD18 с входным напряжением 400 В постоянного тока и температурой охлаждающей жидкости 50 °C. тормозной диск и суппорт; При установке колесного двигателя на транспортное средство основная уступка, которую необходимо сделать, — это снять их. Для двигателя нереально обеспечить все потребности транспортного средства в торможении, не становясь при этом слишком громоздким или требуя какого-либо другого метода рассеивания электрической энергии, если аккумулятор уже полностью заряжен.
При создании колесного двигателя, который заменяет обычную тормозную систему, компании Protean необходимо было предоставить механическую альтернативу, что было достигнуто совместно с известным производителем тормозов Alcon.
Тормозная система имеет конструкцию «наизнанку», состоящую из тормозного диска, прикрепленного по периферии к корпусу ротора Protean. Два суппорта на колесо прикреплены к задней части корпуса статора на кронштейне. Тормоза имеют гидравлический привод.
Такие тормоза использовались ранее, в частности компанией Buell, на некоторых серийных мотоциклах. Для Buell это хорошо сочеталось с его необычной философией дизайна, а путь нагрузки от диска к шине был коротким и очень прямым, но для Protean такой дизайн просто здравый смысл. Было бы намного сложнее попытаться воспроизвести обычную настройку автомобильного тормозного диска, и результат также был бы тяжелее.
Крепление тормозного диска к корпусу ротора осуществляется с помощью плавающих катушек, что также является еще одной особенностью мотоциклетных тормозов. В случае с двигателем Protean использование этих катушек не для облегчения конструкции гоночного велосипеда, а для разумного решения по отводу тепла от двигателя. Испытания с повторным резким торможением во время испытаний на долговечность тормозов показали, что катушечная система очень эффективно защищает двигатель от перегрева тормозов.
Выбор двух суппортов вместо одного, установленного на большинстве серийных автомобилей, также основан на разумном инженерном выборе. Пространство для тормозного диска узкое в радиальном направлении, и для обеспечения разумного срока службы колодки использование одного суппорта, в свою очередь, потребует использования длинных узких колодок.
Два суппорта также имеют смысл с точки зрения механической нагрузки. Разделение тормозной нагрузки уменьшает силы и моменты, влияющие на воздушный зазор между статором и ротором, вызывая его локальное изменение во время торможения.
Уменьшение вдвое тормозных усилий, передаваемых в любой точке диска, означает, что жесткость корпуса ротора не нужно увеличивать до такой же степени, как в тормозной системе с одним суппортом. Таким образом, эта система создает двигатель с меньшим общим весом и инерцией двигателя, чем это было бы возможно в конструкции с одним суппортом.
Уплотнение

По сравнению с обычным мотором, мотор-колесо гораздо более требователен к герметизации. Обычный двигатель с радиальным потоком не окажется частично погруженным во время движения, но это может случиться с двигателем Protean, если он попадет в воду, которая значительно глубже, чем глубина боковины шины.
Корпус ротора фактически представляет собой тарелку, и именно на краю этой тарелки необходимо уплотнение для защиты внутренних компонентов двигателя. Компания Protean разработала уплотнение, которое тестируется различными способами, в том числе обрызгиванием водой с содержанием песка. Второй линией защиты после этой пломбы является герметизация обмоток и силовой электроники, а также покрытие других компонентов.
Уплотнение имеет степень защиты IP67 и IP69K, что означает, что оно может выдерживать погружение в воду или воздействие высокотемпературных струй под высоким давлением, таких как мойки высокого давления с подогревом.
Эта окрашенная версия двигателя Protean Drive готова к установке на транспортное средство
Неподрессоренная масса

Первая (и естественная) реакция многих инженеров на идею колесного двигателя состоит в упоминании нежелательного увеличения неподрессоренная масса по сравнению с обычным автомобилем с карданными валами. Неподрессоренная масса действительно увеличивается, но Андерсон и Харти (3) показали, что при обычной работе по оптимизации и настройке подвески, которая будет выполняться во время разработки автомобиля, характеристики плавности хода и управляемости со значительным увеличением массы при колеса мало чем отличаются от серийных автомобилей.
После продолжительного прогнозного моделирования, субъективных и объективных испытаний они пришли к выводу, что «современный набор инструментов для разработки», доступный инженерам-разработчикам динамики транспортных средств, несомненно, способен обеспечить хорошие динамические характеристики транспортного средства, оснащенного двигателями в колесах. В их работе рассматривались все аспекты динамики автомобиля и оценивались характеристики стандартного автомобиля по сравнению с автомобилем с дополнительной массой на каждом колесе, уделяя особое внимание устойчивости на дороге и комфорту вождения.
Применение обычных процессов инженерной разработки позволит преодолеть любой реальный недостаток дополнительной массы на колесе, и Андерсон и Харти отметили, что существуют значительные возможности для улучшения реакции и динамики автомобиля за счет индивидуального управления каждым колесным двигателем. Примерами того, как может помочь управление двигателями колес, могут быть такие методы, как векторизация крутящего момента и торможение ESP, а также была проделана работа (4) над тем, как двигатели колес, такие как PD18, могут помочь в контроле устойчивости к крену и контроле устойчивости рыскания.
Мощность двигателя

Номинальные рабочие характеристики двигателя Protean составляют пиковый крутящий момент 1250 Нм на двигатель. Это близко к максимальному крутящему моменту, который может быть приложен к одной шине в абсолютно сухих условиях для типичного автомобиля массой 2000 кг без потери сцепления с дорогой, при условии, что коэффициент трения между дорогой и шиной составляет 0,9.
Непрерывный крутящий момент составляет 600 Нм, а номинальная пиковая и непрерывная мощность (на основе источника питания 400 В пост. тока) составляют 80 кВт (107 л.с.) и 60 кВт (80 л.с.) соответственно. Двигатель, включая силовую электронику, имеет пиковый КПД 93% как в режиме привода, так и в режиме рекуперативного торможения.
Резюме

Предоставив электрическую машину с очень привлекательным дизайном и впечатляющей эффективностью (как электрической, так и механической для всей трансмиссии), колесный двигатель Protean находится на самом высоком уровне технологической готовности, что подтверждается доказательствами. благодаря широкому спектру демонстраторов технологий различных типов, которые были произведены.
Компании с большими амбициями, такие как Local Motors и Fisker, которые хотят производить автомобили для «Транспорт как услуга», находят преимущества упаковки Protean
особенно привлекательны для планируемых автономных транспортных средств.
Опасения по поводу дополнительной неподрессоренной массы были в значительной степени опровергнуты с помощью моделирования и реальных испытаний с использованием простых репрезентативных масс. Любой, кто в прошлом просто отмахнулся бы от предложения колесного двигателя из-за таких опасений, теперь имеет авторитетные отчеты, показывающие, что они, безусловно, не являются непреодолимыми.
Этот демонстратор технологий имеет выбросы менее 40 г/км. Двигатели Protean Drive превращают обычный полноприводный автомобиль в полноприводный гибрид
Устройство Protean Drive PD18
Тип двигателя: постоянный магнит с радиальным потоком, внешний ротор
Рабочее напряжение: 200–400 В максимальный/номинальный, 1250/650 Нм Вес двигателя, включая силовую электронику и тормоз: 36 кгДлина: 125 мм
Диаметр: 433 мм
Количество фаз: три
Количество полюсов: 32 (четыре вспомогательных двигателя, по восемь полюсов)
Материал корпуса: алюминий
Материал статора: ламинированная сталь/медная обмотка
Тип обмотки: Распределенная цифра: вода/гликоль
Силовая электроника: IGBT
электрическая машина. Его общая форма тороидальная, с ротором на постоянных магнитах, образующим внешний диаметр машины, а внутренний закреплен на подвесной стойке.
Литой под давлением алюминиевый корпус ротора содержит пластины и постоянные магниты. Внешний кожух ротора также образует крепление для тормозного диска, встроенного в двигатель.
Ротор крепится непосредственно к обычной ступице колеса, которая содержит обычный автомобильный ступичный подшипник. Этот подшипник также действует как подшипник для ротора. Двигатель представляет собой обычную трехфазную машину, но он отличается тем, что статор эффективно намотан как четыре вспомогательных двигателя, что позволяет другим нормально функционировать, если в «квадранте» возникает неисправность. Управление этими четырьмя квадрантами двигателя осуществляется с помощью четырех инверторов, которые также встроены в статор как неотъемлемая часть.
Статор также действует как реактивная конструкция для тормозов автомобиля. Крепление суппорта для двух диаметрально противоположных тормозных суппортов, разработанных компанией Alcon специально для этого применения, крепится к внутренней стороне статора.
Тормозные суппорты необычны тем, что они зажимают диск изнутри, а не снаружи. В каждом двухпоршневом суппорте скользящего типа с гидравлическим приводом установлены две обычные тормозные колодки.
Тормозной диск крепится к ротору с помощью шпульной системы, аналогичной той, что используется на многих мотоциклах, чтобы ограничить передачу тепла от тормозов к ротору. Путь нагрузки от тормоза к шине проходит через картер ротора.
Некоторые основные поставщики

Электроника: AB Micro
Колесные подшипники: SKF
Проволока: Essex
Намоточная машина: MarsilliPotting machine: HubersAssembly tool0: ATS Отливки, штамповки: не указаны
Пластмассы : не разглашается
История компании Protean
Компания Protean была основана в 2008 году, и сейчас в ней работает более 100 человек в США, Великобритании и Китае. Его бизнес-модель заключается в разработке колесных двигателей до такой степени, что технология может быть лицензирована для OEM-клиентов или клиентов уровня 1, что позволяет им контролировать производство и затраты.
Бизнес родился из компании, уже хорошо разбирающейся в разработке электрических машин, что позволило Protean сосредоточиться исключительно на разработке колесного двигателя PD18, который объединяет двигатель и силовую электронику в простом и компактном корпусе.
Компания Protean потратила более миллиона часов на разработку колесных двигателей (существует менее мощная и меньшая версия PD16, которая совместима с 16-дюймовыми колесами), и преодолела более 675 000 км испытаний транспортных средств и испытаний с PD18. . Двигатель был разработан для 31 различных типов транспортных средств, что свидетельствует о универсальности его конструкции.
При проектировании и разработке PD18 компания получила более 130 патентов. До 2015 года у него было 25 патентов, а к этому году — еще 75. За этот период крутящий момент двигателя из его 18 конструкций вырос с менее чем 800 Нм до 1250 Нм.
Ссылки

1. Watts et al, «Технология и экономика внутриколесных двигателей», SAE Paper 2010-01-2307, 2010
2. Boughtwood, M., «Electric Motors», США 8688346, Ведомство США по патентам и товарным знакам, 1 апреля 2014 г.
3. Андерсон, М., и Харти, Д., «Неподрессоренная масса с внутриколесными двигателями — мифы и реальность», AVEC 10, 10-й Международный симпозиум по усовершенствованному управлению транспортными средствами, опубликованный Университетом Лафборо, 2010 г., ISBN 0-9049-4765-3
4. Кавасима, Киётака и Учида, Тосиюки и Хори, Ёити. (0002), «Управление устойчивостью при качении на основе электронной программы стабилизации электромобиля с приводом от двигателя», World Electric Vehicle Journal, том 3, выпуск 1, 2009 г., ISSN 2032-6653
Vertipedia – Piasecki HUP-1 (модель PD-18)
Вместимостью четыре человека (помимо двух членов экипажа) этот вертолет был спасательным/служебным вертолетом. С фирменным обозначением PD-18 он носил обозначение HUP-1 в ВМС США.
Вместимостью четыре человека (помимо двух членов экипажа) этот самолет был спасательным/служебным вертолетом. С фирменным обозначением PD-18 он носил обозначение HUP-1 в ВМС США.
Обзор
Данные о конструкции, производстве и статусе

Родительский тип: Тип не определен
Статус самолета: Больше не летает
Конфигурация
Основные летно-механические характеристики

СВВП Тип: Вертолет
Подъемные устройства: 2 в тандемной (вперед/назад) конфигурации
Требуемый экипаж: 2 в бок о бок
Шасси: Колеса (неубирающиеся)
Ключевые характеристики
Данные о ключевых физических характеристиках
Диаметр главного ротора: 10,67 м 35,00 футов
Максимальный вес брутто (земля): 2602 кг 5736 фунтов
Количество двигателей: 1 возвратно-поступательный
Максимальная скорость горизонтального полета:
Максимальный диапазон: 571 км 308 нм
Максимальная выносливость:
Детали самолета
Данные о конфигурации самолета, весе, летно-технических характеристиках и оборудовании
Компоновка и размеры
Вес и производительность
Детали двигателя
Основное подъемное устройство
Габаритные размеры
Общая высота:
Полная длина:
Общая ширина: 10,67 м 35,0 футов
Размеры планера
Длина планера: 9,75 м 32,0 фута
Ширина планера:
Высота планера: 4,01 м 13,2 фута
Размеры шасси
База шасси:
Трасса шасси:
Размеры кабины
Внутренняя высота кабины:
Внутренняя длина кабины:
Внутренняя ширина кабины:
Крейсерская скорость: 80 миль/ч (128,748 км/ч)
Гири
Максимальный вес брутто (земля): 2602 кг 5736 фунтов
Максимальная полная масса (в воздухе):
Максимальный взлетный вес: 2 602 кг 5736 фунтов
Пустой вес: 1 798 кг 3965 фунтов
Характеристики набора высоты
Максимальная скорость набора высоты: 6 м/с 1200 футов в минуту
Эффективность наведения
Hover Потолок IGE:
Hover Потолок ОГЭ:
Ограничения
Максимальная скорость горизонтального полета:
Никогда не превышайте скорость:
Потолок обслуживания: 3658 м 12 000 футов
Дальность и выносливость
Максимальный диапазон: 571 км 308 нм
Максимальная выносливость:
Данные силовой установки приведены для неустановленной, на уровне моря, статической работы.
Нормальные рейтинги
Макс непрерывно:
Взлетный / расчетный: 391 кВт 525 л.с.
Средний:
Максимум:
Рейтинг OEI
Непредвиденные обстоятельства OEI:
OEI непрерывный:
OEI 30 секунд:
промежуточное звено OEI:
Характеристики несущего винта
Диаметр: 10,67 м 35,00 футов
об/мин:
Направление вращения: Вращение в противоположных направлениях
Тип концентратора:
Характеристики лопастей несущего винта
Конструкция лезвия:
Аккорд лезвия:
Геометрия кончика лезвия:
Поворот лезвия:
Количество лезвий: 3
Производные характеристики несущего винта
Площадь диска: 89,38 м² 962,1 фут²
Загрузка диска: 14,55 кг/м² 2,981 фунт/фут²
Прочность:
Производные характеристики лопасти несущего винта
Площадь лезвия на лезвие:
Скорость наконечника:
Характеристики рулевого винта
Диаметр:
Конфигурация: Неизвестно
Направление вращения: Неизвестно
об/мин:
Характеристики лопасти хвостового винта
Количество лезвий:
Конструкция лезвия: н/д
Аккорд лезвия:
Поворот лезвия:
Производные характеристики хвостового винта
Площадь диска:
Прочность:
Производные характеристики лопасти хвостового винта
Скорость наконечника:
Площадь лезвия (на лезвие):
Рекомендации
Использованные ссылки и источники

Вертолеты от «А до Я» | Часть I
Ральф П.