전기 비행을 현실로

항공은 전 세계 CO ² 배출량의 약 2.5%를 차지하며 전 세계 항공기 엔지니어는 항공을 더 깨끗하고 친환경적인 기업으로 만들기 위해 노력하고 있습니다. 그러나 전기 비행은 두 가지 중요한 영역에서 지속적인 혁신이 필요합니다. 더 가볍고 전력 밀도가 높은 배터리와 기계적 마찰 감소입니다.

고체 리튬 및 그래핀 배터리의 형태로 배터리 전면에 진전이 있습니다. 마찰 감소 전선에서 팀켄은 육상 전기 자동차(EV) 구동 시스템과 강력한 항공우주 제품 유산에 대한 최근 작업을 통해 전기 비행 발전을 위한 이상적인 파트너가 되었습니다.

“우리는 이 혁명의 시작점에 있으며 팀켄은 많은 주요 항공기 제조업체가 선호하는 파트너입니다”라고 팀켄의 연구 개발 이사인 Ryan Evans는 말합니다. “특수 열처리, 재료 선택 및 마찰 공학적 노하우를 포함한 우리의 항공우주 제품 기술은 전기 비행에 내재된 마찰 감소 문제에 대해 유리한 출발점을 제공합니다.”

라이언 에반스 박사
연구 개발 이사

Ryan Evans 박사는 The Timken Company의 R&D 이사입니다. STLE(Society of Tribologists and Lubrication Engineers) 회장(2022-23) 및 ASM 펠로우인 Evans는 팀켄의 R&D 부서 내에서 박막 코팅, 윤활, 고급 재료 특성화 및 마찰 공학 분야에서 상당한 기여를 했습니다. 그는 40개 이상의 기술 출판물을 저술했으며 14개의 특허를 보유하고 있습니다.

“Timken의 내마모성, 열 관리, 고속, 전력 밀도, 고부하 제품은 항공기 설계자가 찾는 제품에 딱 맞습니다.”

마이크 그로모시악
제품 관리자 항공 우주

Mike Gromosiak은 팀켄 컴퍼니의 항공우주 제품 매니저입니다. 이전에 모바일 온 하이웨이의 수석 엔지니어였던 Gromosiak은 세계적으로 전기 자동차로의 전환이 증가하는 것을 포함하여 자동차 산업에서 광범위한 경험을 가지고 있습니다. 오늘날 그는 그 전문 지식을 또 다른 100년 된 팀켄 시장인 항공우주 산업에 적용하고 있습니다.

“재료 쌍 마찰 공학은 우리가 상당한 전문 지식을 제공하는 또 다른 영역입니다. 우리의 유변학 연구실에서는 EV 시장 부문과 제트 엔진용 윤활유를 매핑했습니다.”

지금까지 전기 비행

태양열 비행기는 1980년대 이후 가끔 헤드라인을 장식했지만 대부분 1인승 또는 2인승 실험용 또는 훈련용 항공기였습니다.

헬리콥터는 더 빠르게 진화했습니다. 오늘날 전 세계 주요 기업들은 도심 항공 이동성을 위한 4인승 eVTOL(전기 수직 이착륙) 항공기를 개발하고 있습니다. 가장 큰 장애물은 항공 교통 인프라와 규정을 개발하여 Jetsons 스타일의 항공 택시를 공공 항공로에서 안전하게 사용할 수 있도록 하는 것 같습니다.

2022년 항공우주 스타트업 Eviation은 9인승 통근기인 Alice를 통해 지역 시장에 전기 비행을 도입했습니다. 성공적인 처녀 항해 후 회사는 전 세계적으로 수백 건의 주문을 받았으며 2027년에 인증 및 배송이 예상됩니다.

팀켄의 지원 기술

마찰 감소는 오랫동안 팀켄의 핵심 비즈니스 원동력이었습니다. 따라서 Evans와 그의 동료들은 전기 비행을 회사 설립 이후 참여한 일련의 주요 발전 중 하나로 보고 있습니다.

거의 40년 동안 팀켄 엔지니어들은 처음에는 기존 및 하이브리드 차량용으로, 이제는 EV용으로 베어링 출력 밀도를 높이기 위해 노력해 왔습니다. 이 기술은 항공우주 분야에서도 큰 역할을 합니다. Evans는 “팀켄의 내마모성, 열 관리, 고속, 전력 밀도, 고부하 제품은 항공기 설계자가 찾고 있는 제품에 딱 맞습니다.

항공우주용 새로운 스플릿 베어링 및 세라믹 하이브리드 베어링 설계는 전기 항공기에 필요한 좁은 공간 및 중량 감소 표준에 고유하게 적합한 추가적인 기술 구현 요소입니다. “세라믹 롤러로 전환하면 질량이 16~17% 감소하고 강철 베어링과 같은 공간에 맞습니다”라고 팀켄의 항공우주 제품 관리자인 Mike Gromosiak은 말합니다.

“재료 쌍 마찰 공학은 우리가 상당한 전문 지식을 제공하는 또 다른 영역입니다.”라고 Gromosiak은 말합니다. “우리의 세계적 수준의 유변학 연구소 는 이미 EV 시장 부문과 제트 엔진을 위한 윤활유를 매핑했습니다.”

Evans와 Gromosiak은 팀켄의 제품 검증 및 테스트 솔루션도 지적합니다. “신기술을 개발할 때는 속도가 중요합니다. 당사의 고속 테스트 장비는 실제 애플리케이션 속도로 실행하여 고객을 위한 프로세스를 신속하게 처리할 수 있습니다.”라고 Evans는 말합니다. 팀켄은 또한 작업 중인 하이브리드 베어링 수명 계산 모델을 보유하고 있습니다.

전기 비행의 미래

Evans는 전기 항공기가 상업용 비행을 혁신하고 향후 수십 년 동안 탄소 발자국을 줄이는 것을 지켜보기를 기대합니다. 그는 “규모면에서 진화가 있을 것”이라며 “언젠가는 드론에서 항공 택시, 통근 비행기, 심지어 대형 여객기로까지 발전할 것”이라고 말했다.

“고도로 설계된 제품과 작동을 위한 기계 부품에 대한 수요가 있습니다.”라고 그는 말합니다. “마찰을 제거하고 구성 요소를 축소함에 따라 배터리 요구 사항이 감소하고 이는 모든 사람에게 좋은 방향입니다.”

팀켄의 항공우주 혁신 역사에 대해 읽어보십시오 .

Published: 2023/02/2