Превращение электрического полета в реальность

На авиацию приходится около 2,5% мировых выбросов CO ² , и авиаконструкторы всего мира работают над тем, чтобы сделать полеты более чистым и экологичным предприятием. Однако электрический полет требует постоянных инноваций в двух важных областях: более легкие батареи с большей плотностью энергии и снижение механического трения.

На фронте аккумуляторов есть прогресс в виде твердотельных литиевых и графеновых аккумуляторов. Что касается снижения трения, недавняя работа Timken над системами привода наземных электромобилей (EV) и обширное наследие аэрокосмической продукции делают ее идеальным партнером для продвижения электрических полетов.

«Мы находимся в самом начале этой революции, и компания Timken является предпочтительным партнером для многих ведущих производителей самолетов, — говорит Райан Эванс, директор по исследованиям и разработкам компании Timken. «Наши технологии аэрокосмической продукции, включая специальную термообработку, выбор материалов и трибологические ноу-хау, дают нам преимущество в решении проблем снижения трения, присущих полетам на электричестве».

Доктор Райан Эванс
Директор по исследованиям и разработкам

Доктор Райан Эванс является директором по исследованиям и разработкам компании Timken. Эванс, президент Общества трибологов и инженеров по смазочным материалам (STLE) (2022–2023 гг.) и научный сотрудник ASM, внес значительный вклад в области тонкопленочных покрытий, смазки, современных характеристик материалов и трибологии в отделе исследований и разработок Timken. Он является автором более 40 технических публикаций и имеет 14 патентов.

«Износостойкие, термически управляемые, высокоскоростные, мощные и рассчитанные на высокие нагрузки продукты Timken идеально соответствуют тому, что ищут авиаконструкторы».

Майк Громосяк
Менеджер по продукту аэрокосмической отрасли

Майк Громосиак (Mike Gromosiak) — менеджер по аэрокосмической продукции компании Timken. Громосяк, бывший главный инженер мобильной дорожной техники, имеет большой опыт работы в автомобильной промышленности, в том числе в растущем в мире переходе на электромобили. Сегодня он применяет этот опыт на другом рынке Timken с вековой историей — аэрокосмической промышленности.

«Трибология пар материалов — еще одна область, в которой мы предлагаем значительный опыт. В нашей реологической лаборатории мы определили смазочные материалы для сегмента рынка электромобилей, а также для реактивных двигателей».

Электрический полет до сих пор

Самолеты на солнечных батареях время от времени появлялись в заголовках с 1980-х годов, но в основном это были одно- или двухместные экспериментальные или учебные самолеты.

Вертолеты развивались быстрее. Сегодня крупные компании по всему миру работают над четырехместными электрическими летательными аппаратами с вертикальным взлетом и посадкой (eVTOL) для городской воздушной мобильности. Самым большим препятствием, по-видимому, является разработка инфраструктуры и правил воздушного движения, чтобы сделать эти воздушные такси в стиле Jetsons безопасными для общественных авиалиний.

В 2022 году аэрокосмический стартап Eviation представил на региональном рынке электрический самолет Alice, свой девятиместный пригородный самолет. После успешного первого рейса компания получила сотни заказов по всему миру, сертификация и поставки ожидаются в 2027 году.

Передовые технологии Timken

Снижение трения долгое время было основной движущей силой бизнеса Timken, поэтому Эванс и его коллеги рассматривают полеты на электричестве как одно из ряда крупных достижений, в которых компания участвовала с момента своего основания.

В течение почти 40 лет инженеры Timken работали над увеличением удельной мощности подшипников , сначала для обычных и гибридных автомобилей, а теперь и для электромобилей. Эта технология также играет большую роль в аэрокосмической отрасли. «Износостойкие, термически управляемые, высокоскоростные, высоконагруженные продукты Timken идеально соответствуют тому, что ищут авиаконструкторы, — говорит Эванс.

Новые разъемные подшипники и керамические гибридные подшипники для аэрокосмической отрасли являются дополнительными технологическими возможностями, уникальным образом подходящими для ограниченного пространства и стандартов снижения веса, необходимых для электрических самолетов. «Переход на керамические ролики дает снижение массы на 16–17 % и занимает то же место, что и стальной подшипник», — говорит Майк Громосяк, менеджер по аэрокосмической продукции компании Timken.

«Трибология пар материалов — еще одна область, в которой мы предлагаем значительный опыт, — говорит Громосяк. «Наша реологическая лаборатория мирового уровня уже подготовила смазочные материалы для сегмента рынка электромобилей, а также для реактивных двигателей».

Эванс и Громосиак также указывают на решения Timken по валидации и тестированию продукции. «Скорость имеет значение, когда вы разрабатываете новые технологии, и наши высокоскоростные испытательные стенды могут ускорить процесс для клиентов, работая с реалистичными скоростями приложений», — говорит Эванс. Timken также разрабатывает гибридную модель расчета срока службы подшипников.

Будущее электрического полета

Эванс с нетерпением ждет, когда электрические самолеты произведут революцию в сфере коммерческих полетов и сократят выбросы углекислого газа в атмосферу в течение следующих нескольких десятилетий. «Произойдет эволюция в масштабах, — говорит он, — от дронов до воздушных такси, пригородных самолетов и, возможно, даже больших пассажирских самолетов в один прекрасный день».

«Я вижу спрос на высокотехнологичные продукты и механические детали, чтобы все работало, — говорит он. «По мере того, как мы устраняем трение и уменьшаем количество компонентов, потребности в батареях уменьшаются, и это отличное направление для всех».

Узнайте об истории инноваций Timken в аэрокосмической отрасли.

Published: 2023/02/2