NASA_Electric_Aircraft_Testbed
NASA Electric Aircraft Testbed (NEAT) は、オハイオ州プラムブルック ステーションにあるNASAの再構成可能なテストベッドで、小型の 1 人または 2 人乗りの航空機から最大 20 MW (27，000 hp )旅客機。 NASA研究契約 (NRA) は、電気推進コンポーネントを開発するために付与されています。それらは2019年に完成し、NASAの内部作業は2020年までに完了し、その後、メガワット規模のドライブシステムに組み立てられ、ナローボディサイズのNEATでテストされます.
NASA 電気航空機テストベッド
コンテンツ
1 機械
2 電圧
3 インバーター
4 参考文献
機械
イリノイ大学は、18，000 rpm で回転する1 メガワットの永久磁石同期モーターを開発して、ロールスロイス LibertyWorksの電気可変エンジン ターボファンをバッテリーから駆動し、パラレル ハイブリッドでの地上走行、離陸、アイドリング降下を行います。オハイオ州立大学は、300 kW および 1 メガワットのプロトタイプ モーター、2，700 rpm、直径 1 m (3.3 フィート)、2.7 メガワットの液冷リング誘導モーターを製造し、5，000 rpm、10 メガワットのターボファン一体型リング モーターを設計しています。 . これらの電気機械は 13 kW/kg と 93% 以上の効率を目標にしていますが、NASAグレン研究センターは 16 kW/kg の目標と 98% 以上の効率を持つ超伝導電気機械を開発しています: 直径 0.4 m、6，800 rpm、1.4-自己冷却型の高温超伝導回転子巻線を使用したメガワットの巻線界磁同期モーター。
電圧
現在使用されている最高電圧は 540 (±270) ボルトですが、メガワット規模の電力を配電するには、より細く軽い電線の電流を減らすために、より高い電圧が必要になります。150 フィート (46 m) を超える 1 メガワットは、540 V で 900 kg 必要ですが、2，000 V DC では 200 kg に減少します。近い将来のハイブリッドには 1，000 ～ 3，000 ボルトが必要で、完全ターボ電気の大型航空機には 5，000 ～ 10，000 ボルトが必要です。船舶の電源システムと同様ですが、低圧では海面よりもはるかに低い電圧でアーク放電が発生します。
インバーター
バッテリー電源は直流配電を使用しますが、ガスタービン電源は、モーターの速度とトルクを調整するために DC を制御された可変周波数 AC に変換する主にインバーターである電力変換器を必要とする交流も可能にします。炭化ケイ素 および窒化ガリウム スイッチは、より高い周波数でより低い損失で動作できるため、効率が向上します。GEは、SiC スイッチと 1.7 kW MOSFETパワー モジュールを備えた 2，400 ボルト DC、1 メガワット インバーターを製造しています。イリノイ大学は、GaN ベースの電界効果トランジスタスイッチを使用して、1 メガワットまで拡張可能な 1，000 ボルト DC、200 kW の「フライング キャパシタ」を構築しています。どちらも液体冷却で、99% の効率で 19 kW/kg を目標にしていますが、ボーイングは、市販のシリコン半導体を使用して 26 kW/kg で 99.3% の効率を実現する極低温冷却1 メガワット インバーターを開発しており、現在液体を製造しています。 – 窒素冷却の 200 kW インバーターは、1 メガワットのインバーターの前に。
参考文献
^ デボラ・ロックハート （2016 年 10 月 17 日). “It’s Electric! NASA Glenn Engineers Test Next Revolution Aircraft” . NASA グレン研究センター。
^
グラハム・ワーウィック （2017 年 8 月 25 日)。「NASA、電気推進コンポーネントをより現実に近づける」 . Aviation Week & Space Technology .