一百多年来，煤油和汽油等碳基燃料一直是飞机的主要动力来源。像这样的燃料在其重量上包含了大量的能量，使它们能够为最大的飞机提供动力。
然而，我们都知道，航空的传统燃料来源的未来看起来不确定，因为碳基燃料是CO的主要贡献者2排放。随着石油资源的减少，该行业依赖于寻找替代能源。
切换到飞机的电力推进就是这样一个研究领域。例如，E-Fan X是一种混合动力飞机，目前正在由空客、劳斯莱斯和西门子共同开发。它的开发人员希望通过用一个2兆瓦的液冷电机取代常规飞机上使用的一个涡扇发动机来增加起飞和爬升的动力，以及创造一个纯电动下降——这将显著减少燃料燃烧和当地大气排放。然而，与减少排放相比，航空电气化还有更多的优势。
改变我们的旅行方式
航空电气化的可能性包括垂直起降和更安静的电动飞机等根本性的改变。随着声音污染的减少，以及对漫长机场跑道的需求减少，市中心机场的数量将会增加，飞行限制也会减少。
电动飞机有可能改变我们的旅行、工作和生活方式。例如，有些人想住在农村，但发现自己在农村就业机会的缺乏而被禁止。
因此，飞机电气化将使人们能够乘飞机前往当地城市工作。在城市内部，短途旅行也提供了各种可能性，例如乘坐4-6座的出租车飞机，可以从伦敦北部到南部，或者从帕洛阿尔托到旧金山。
这并非没有巨大的商业机会——对航空公司来说，电气化将使短途航空旅行变得极具成本效益，而城市旅行和较长的飞行时间则提供额外的收入。
在这场航空旅行革命的道路上有什么障碍吗?
高功率电池和马达造成的超重
这一电力革命的主要障碍之一是电池和发动机的功率重量比，这需要取代传统的煤油发动机。各种电池化学的潜在途径正在被探索，与Li-O2目前是在飞机前面，但一个全电动系统需要的电池能量密度比目前市场上的电池要大得多，以满足电力需求，同时又不增加飞机的重量。
据美国宇航局称，单通道737级飞机，即使是混合动力配置，也需要1000 Wh/kg或更高的电池比能量。然而，目前的商用电池只能提供约170 Wh/kg的电池比能量。为了获得这种动力，需要新的电池化学物质，以及具有增强热管理和更大集成度的新电池组设计。
电动机是这场革命的另一个障碍。为了将电池提供的电能转化为起飞和飞行的推力，高功率密度的电动机是必不可少的。西门子已经开始开发一种新的50公斤电机，能够提供连续输出约260千瓦使用混合动力推进系统．然而，当我们考虑到商用飞机可能需要2到50兆瓦的功率时，创新仍然是一段距离。
工作电压增加导致过热
采用更多电力和最终全电力推进技术的另一个挑战是即将到来的运行电压的显著提高。这将提示系统温度的上升。一个5到10兆瓦的系统从多个来源产生数百千瓦的热量，如马达、电力电子设备、电池和电缆。迫切需要改善这些高温系统的散热，以防止过热和组件失效。
冷却技术将起到作用，但适当的导热绝缘材料也将发挥主要作用。欧洲杯足球竞彩
缺少可用的导热绝缘解决方案
绝缘解决方案，可以支持极高的电压，需要动力全电动或混合电动飞机，目前还不存在。无屏蔽电缆是目前电力传输和电缆系统的标准。绝缘厚度的选择是为了使电场最小到低于激发局部放电的点。
这种现象在具有高电场的设备中很常见，并产生短时间的等离子体2020欧洲杯下注官网爆发。等离子体爆炸会导致局部温度迅速升高——所有这些对电动飞机来说当然是不可取的。
如果行业继续使用无屏蔽电缆，这将导致高电压下的绝缘厚度过大。很可能有必要移动到外部接地的屏蔽电缆，以消除导线之间的局部放电。
最大限度地提高电机和机器的功率密度的需要也与健壮的、局部无放电绝缘的需要相矛盾。在电压高于690v时，在地面使用的系统可以容忍少量的局部放电，但在海拔高度，这个电压水平将会更低。
可能需要将加压、绝缘和分离相结合，以避免高空和高压电弧的电晕效应。
对新型导热绝缘技术的研究是至关重要的，在很大程度上是因为绝缘在高空会受到不同的环境条件的影响。这些条件包括较低的压力、较低的温度、较高的臭氧水平和湿度的定期变化。
高性能PEEK绝缘可以促进重要的进步
在与电力推进领域的主要参与者的合作中，Zeus已经开始开发一种增强型和单层PEEK绝缘电线。偷看是一种重量轻，具有高介电击穿强度的高温聚合物，这使它成为聚酰亚胺(Kapton®)、薄膜绕包和搪瓷包覆电线，常用于民用和军用飞机绝缘电线。
由于其高强度重量比，PEEK也可以用于更薄的绝缘材料，这可以看到它可以替代更厚，更重的材料，但不会影响性能。欧洲杯足球竞彩
高性能PEEK绝缘在与领先的航空航天工业伙伴的合作中提供了多方面的好处，提供了强劲的性能和减少的错误，有助于节省总体成本。例如，在电动机技术中，在薄层中使用PEEK的可能性提供了一个显著的优势。
较薄的PEEK层允许定子周围有更多的铜。效率因此提高，这允许电机以更少的能量提供相同的输出，或以增加的输出提供相同的能量。
一个薄的、单层的解决方案提供了更多的好处。由于减少分层而导致的潜在故障减少成为一个因素，同时产品寿命也更长。保修成本也将降低，减少现场故障。节约成本有多种方式:例如，PEEK绝缘电线是一个100%无缺陷的产品。
与磁铁线每5米缺陷不超过3个的情况相比，这大大降低了检测成本。考虑到PEEK不会切屑、开裂或剥落，使用耐磨解决方案优化制造可以降低转换成本和降低成品率损失。
Zeus有25年的PEEK工作经验，该公司强烈认为其高性能聚合物将能够促进下一代航空航天设计的重要进展。
电动飞机:飞行的未来
很明显，飞机电气化是航空的未来。虽然使用全电动飞机进行商务旅行可能还有一段距离，但电气化航空旅行的发展有无数的市场机会。可以肯定地说，当谈到电子航空旅行时，整个宙斯航天团队——以及世界其他地方——都瞄准了星星。
该信息的来源、审查和改编来自宙斯工业产品公司提供的材料。欧洲杯足球竞彩
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