الكشف عن محرك خفيف الوزن وقابل للتطوير لأكبر طائرة في العالم

لم يمض وقت طويل قبل أن نتحدث عن مشروع كبير وطموح لبناء أكبر طائرة في العالم – وهي سفينة "الحيتان الطائرة". ويستمر تطوير طائرة الشحن الفريدة هذه لمدة 13 عامًا تقريبًا، ومن المقرر إجراء الاختبارات الجوية الأولى في عام 2027.


أحد الأجزاء الصغيرة ولكن الأكثر أهمية في هذه "الزورق" العائم هو محطة الطاقة، والتي ستكون عبارة عن محرك تدفق محوري من شركة Evolito. ولكي نكون أكثر دقة، فإن 32 من هذه المحركات الكهربائية ستكون مسؤولة عن تحريك هذه الآلة الضخمة.

لقد استغرق الأمر بعض العمل

تعتمد وحدة الطاقة المدمجة على تقنية المحرك الكهربائي، والتي نجحت في أوقات مختلفة في تسجيل أرقام قياسية عالمية للسرعة على الأرض وفي الماء وفي الهواء. وكان "المذنب" في هذه "الانتصارات المذهلة" هو شركة YASA، التي تأسست في عام 2009 في كيدلينجتون (إنجلترا).


لقد قاموا ببعض الأعمال الجادة والمعقدة لتحسين تكنولوجيا التدفق المحوري بدون نير، سواء من حيث طوبولوجيا المحرك نفسه أو استراتيجيات التصنيع والعمليات اللازمة لجعلها حقيقة واقعة. ونتيجة لذلك، يزعم أن تطوراتهم المبتكرة أقوى بأربع مرات من المحركات المستخدمة في جميع المركبات الكهربائية الحديثة تقريبًا اليوم، ولكنها في الوقت نفسه أصغر حجمًا وأخف وزنًا بنسبة 4% تقريبًا.

من أعماق YASA نمت شركة Evolito. ويقال إن محرك السيارة الجديد الذي تم الكشف عنه يتمتع بنسبة أفضل بين القوة والوزن، وهو ما من شأنه أن يساعد السيارة على إنجاز مهمتها بثقة.

لقد تم تصحيح العيوب

بالمقارنة مع محركات التدفق الشعاعي الأكثر شيوعًا، فإن محركات التدفق المحوري تقلب المجال المغناطيسي على جانبه وتعمل باستخدام تدفق مغناطيسي يعمل بالتوازي مع محور المحرك. يستخدم هذا التصميم دوارًا مسطحًا. في النهاية، يؤدي ذلك إلى إنشاء نصف قطر مضاعف عزم الدوران كبير في غلاف أرق وأخف وزناً من الترتيب الأسطواني ذي التدفق الشعاعي.

ومن المثير للاهتمام أن تكوينات التدفق المحوري ترجع إلى أول نموذج للمحرك الكهربائي الذي أنشأه مايكل فاراداي في عام 1821. ومع ذلك، وعلى الرغم من المزايا الواضحة لهذه التكنولوجيا، فقد تبين أن لها العديد من العيوب. وترتبط هذه المشاكل بشكل أساسي بالمواد المستخدمة والتشغيل غير المستقر وعمر الخدمة القصير وتكاليف الإنتاج المرتفعة. وقد أدت هذه المشاكل في نهاية المطاف إلى هيمنة التدفق الشعاعي.


ومع ذلك، وكما هو الحال في السوق سيارة كهربائية تكتسب التكنولوجيا الحديثة زخمًا سريعًا، ويتزايد الاهتمام بمحركات التدفق المحوري الأخف وزناً والأكثر قوة. وهذا بدوره يشجع الشركات مثل YASA على القيام بأعمال بحث وتطوير جادة لإنشاء محركات عالية الأداء وإتقان أساليب الإنتاج الأكثر كفاءة.

تقسيم المسؤوليات

ومع ذلك، في حين أن استخدام وحدات الطاقة المدمجة والقوية في صناعة السيارات أمر واضح، فإن فوائد التدفق المحوري أكثر أهمية بالنسبة لصناعة الطيران. استوعبت YASA هذه "اللحظة" على الفور وبدأت بنجاح في إنشاء تطبيقات لـ الطائرات، حتى تم شراؤها من قبل شركة صناعة السيارات العملاقة مرسيدس بنز في عام 2021. بعد ذلك، تم نقل "المصالح" في مجال الفضاء والطيران إلى شركتها الفرعية Evolito.

الهدف الرئيسي للمشروع الجديد هو مواصلة تطوير وتسويق تكنولوجيا المحركات المدمجة والقوية لتطبيقات الطيران والفضاء. لكي تتمكن من النمو لتصبح شركة مصنعة كاملة لأنظمة الدفع، استحوذت الشركة على شركة تطوير البطاريات Electroflight في عام 2022، ويبدو أنها تعمل في هذا الاتجاه بنجاح كبير.

الاختيار واضح

في الآونة الأخيرة، تم اختيار شركة Evolito كمورد للمحركات لمشروع سفينة Flying Whales. وفقًا لرئيسهم التنفيذي، "عند تصميم المنطاد، الوزن هو العامل الأكثر أهمية". بالإضافة إلى ذلك، أثبتت شركة تصنيع المحركات الكهربائية قدرتها على توفير أفضل كثافة طاقة في فئتها عبر وحداتها وتوسيع نطاق الإنتاج لتلبية الأحجام المتوقعة.


ستستخدم سفينة الطيران Flying Whales LCA60T، كما ذكرنا سابقًا، 32 محركًا من طراز Evolito D250 لتشغيل مراوحها. وفقا للشركة المصنعة، هذا المحرك هو الأصغر والأخف وزنا في فئته.

في النسخة المقدمة، تنتج الوحدة قوة قصوى تبلغ 240 كيلو واط (322 حصان) بوزن 13 كجم فقط. وبذلك تكون كثافة القدرة القصوى لها 18,5 كيلو واط/كجم. وهذا أكثر من أي محرك مماثل آخر، بما في ذلك محرك المحور Donut Lab الذي تم الإعلان عنه مؤخرًا. يبلغ وزن أقوى نسخة منها بقدرة 630 كيلو وات 40 كجم، وبالتالي فإن كثافة طاقتها لا تتجاوز 15,8 كيلو وات/كيلو وات.

بالإضافة إلى ذلك، هناك إصدار آخر من D250 يزن 8,3 كجم. وتظهر هذه الوحدة، وفقًا للمعلومات الرسمية، كثافة طاقة أكثر إثارة للإعجاب تبلغ 28 كيلو واط / كجم، وتنتج 230 كيلو واط (308 حصان). وفي الوقت نفسه، تكون الوحدة قادرة على العمل بشكل مستمر بنسبة 90% من الطاقة القصوى.


وبناءً على ما سبق، فإن اختيار الشركة المصنعة لأكبر طائرة في العالم لصالح Evolito واضح تمامًا. بطول 200 متر، سيكون طراز Flying Whales LCA60T أطول بمرتين من أكبر وأثقل طائرة في تاريخ الطيران - طائرة An-84 Mriya التي يبلغ طولها 225 مترًا، والتي طورها مكتب أنتونوف للتصميم. على الرغم من أن السفينة السوفيتية ليس لها مثيل من حيث القدرة على الحمل - لم يتم كسر الرقم القياسي البالغ 253,8 طن بعد. أما بالنسبة للبالون الجديد الذي يتم التحكم في حمولته، فهو مصمم لحمل حمولة تصل إلى 60 طنًا.

ومن حيث الحجم، ستكون هذه المناطيد أصغر أيضًا من بعض المناطيد الضخمة في القرن العشرين، بما في ذلك المناطيد هيندينبورج سيئة السمعة التي يبلغ طولها 20 مترًا، والتي تحطمت أثناء هبوطها في 245 مايو 6 في نيوجيرسي.


تقوم شركة Evolito بتجميع محركاتها في منشأة التصنيع والاختبار التي تبلغ مساحتها 3716 مترًا مربعًا في بيستر بإنجلترا. وقد حصلت الشركة بالفعل على موافقة التصميم من هيئة الطيران المدني في المملكة المتحدة، وتتوقع الحصول على شهادة الامتثال للمعايير الدولية بحلول نهاية العام. وفي أعقاب ذلك، سيبدأ التحضير الكامل لطائرة LCA60T لإجراء رحلاتها التجريبية الأولى في عام 2027.