Проект полностью электрического самолета X-57 Maxwell NASA завершит эксплуатацию самолета к концу сентября, а документация и завершающая деятельность будут продолжаться в течение нескольких месяцев после этого. Исследование X-57 предоставляет авиационным исследователям сотни извлеченных уроков, а также революционные разработки в самых разных областях, от аккумуляторных технологий до конструкции управления круиз-контролем.
Завершение проекта к сентябрю 2023 года не будет включать в себя первый полет самолета X-57. Проект столкнулся с рядом проблем, связанных с безопасным полетом, включая механические поломки на позднем этапе его жизненного цикла и отсутствие критических компонентов, необходимых для разработки экспериментального оборудования. Учитывая приближающееся запланированное завершение полетов самолетов, сроки не позволили группе достичь приемлемых условий полета.
Основная цель проекта X-57 заключалась в том, чтобы предоставить регулирующим органам информацию о конструкции самолета с упором на электрическую силовую установку. Эта информация уже повлияла и будет продолжать влиять на разработку передовых подходов к сертификации электрических двигателей на развивающихся рынках электрических самолетов. Цель заключалась не в разработке прототипа, а в разработке испытательной платформы для технологий и методов проектирования. И команда сделала именно это, документируя и публикуя технологические пробелы и их решения по мере их обнаружения, чтобы заинтересованные стороны отрасли могли воспользоваться этими уроками как можно скорее.
Взлеты и падения
X-57 был построен путем модификации итальянского Tecnam P2006T с использованием электрической силовой установки. Использование существующей конструкции самолета позволило команде сравнить свои данные с данными базовой модели, оснащенной традиционными двигателями внутреннего сгорания.
В начале проекта члены команды X-57 обнаружили, что им потребуются значительные разработки в области аккумуляторных технологий. Литий-ионные аккумуляторы, установленные на самолете, нагреваются по мере разрядки энергии, что может привести к перегреву. Проект работал с Electric Power Systems в Северном Логане, штат Юта, чтобы решить эту проблему. Инженеры продемонстрировали, что новая конструкция аккумуляторной системы будет оставаться в приемлемых и безопасных пределах при питании самолета.
Еще одним успехом проекта Х-57 является конструкция регуляторов маршевого двигателя. Эти контроллеры преобразуют энергию, хранящуюся в литий-ионных батареях самолета, для питания его двигателей, которые приводят в движение его пропеллеры. В контроллерах используются транзисторы из карбида кремния для обеспечения КПД 98%, предназначенного для отбора высокой мощности и крейсерского режима, что означает, что они не выделяют чрезмерного тепла и могут охлаждаться воздухом, проходящим через двигатель. Команда разработала инверторы, отвечающие жестким требованиям к массе и температуре, и публикует эти конструкции в технических публикациях, чтобы промышленность могла использовать их в качестве стартовой площадки для новых продуктов для самолетов. Совсем недавно контроллеры маршевых двигателей прошли успешные тепловые испытания.
На этапе интеграции команда столкнулась с электромагнитными помехами, которые повлияли на работу бортовых систем и потребовали решения. После обширных исследований команда спроектировала, разработала и установила фильтры, которые решили проблему. Этот подход будет добавлен в технические документы и доведен до сведения представителей промышленности и сообщества, занимающегося электродвигателями.