Виробники великих безколекторних двигунів для дронів і eVTOL

Автор: Lauren Nagel

Якщо ви шукаєте великі й потужні двигуни для дронів, цей огляд для вас.

Розглянемо потужні безколекторні двигуни від 9 кВт для вантажних дронів, eVTOL, електролітаків та інших апаратів.

Наприкінці наведено підсумкову таблицю.

У статті докладно порівняємо таких виробників:

Потрібно випробувати великі двигуни та пропелери? Ознайомтеся з нашими Flight Stand 150 (150 кгс / 150 Н·м) і Flight Stand 500 (500 кгс / 1500 Н·м):

magniX

magniX добре відома в галузі комерційної електроавіації. Завдяки партнерствам її двигуни використовують перспективні електролітаки, зокрема Harbour Air електричний гідролітак Beaver та найбільший на момент публікації повністю електричний комерційний літак Cessna eCaravan. У 2019 році понад 45% комерційних рейсів були коротшими за 500 морських миль, і magniX прагне електрифікувати ці маршрути для зменшення впливу на довкілля. На сайті наведено дві силові установки; характеристики magni650 EPU — нижче.

Характеристики:

• Максимальна потужність: 700 кВт
• Тривалий крутний момент: 3,200 Н·м
• Максимальні оберти: 2,300 об/хв
• Маса: 144 кг
• Особливість: підтверджена робота в електролітаках і гідролітаках
• Розташування: Еверетт, США
• Сайт: www.magnix.aero/ 

Рисунок 1. Електричний гідролітак Beaver від magniX і Harbour Air (фото: Harbour Air)

Американська H3X прагне забезпечувати силові установки великих комерційних літаків, зокрема Boeing 737. Її конструкція об’єднує двигун, інвертор і редуктор. Найпотужніша модель HPDM-500 має такі характеристики.

Характеристики:

• Максимальна потужність: 500 кВт
• Максимальний момент: 590 Н·м
• Максимальні оберти: 10,000 об/хв
• Маса: 50 кг
• Особливість: висока питома потужність
• Розташування: Міннеаполіс, США
• Сайт: www.h3x.tech/

Читайте також: Автоматизовані випробування BLDC-двигуна

Ідея EMRAX виникла 2005 року, коли засновник Roman Susnik здійснив перший у Словенії політ електролітака. Аварійна посадка через відмову безколекторного двигуна спонукала створити власний. До 2008 року з’явився випробуваний прототип і запити на співпрацю. У 2020 році EMRAX уже використовували в різних електропланерах і літаках. Висока питома потужність і повітряне охолодження підходять для авіації. Нижче наведено характеристики найбільшої моделі EMRAX 348.

Характеристики:

• Максимальна потужність: 400 кВт
• Максимальний момент: 1000 Н·м
• Максимальні оберти: 4,500 об/хв
• Максимальна напруга: 800 В
• Максимальний ККД: 96%
• Маса: 43.9 кг
• Особливість: висока питома потужність і можливість послідовного компонування двигунів
• Розташування: Камник, Словенія
• Сайт: emrax.com/

Чеські MGM COMPRO та Rotex спільно розробляють системи двигун–ESC для електроавіації. Вони беруть участь у проєктах eVTOL, конвертопланів і персональних літальних апаратів. На ринку вже є самозлітні планери VELO спільної розробки з GP Gliders та ΦNIX — повністю електричний літак консорціуму Pure Flight. Нижче наведено найбільший серійний двигун MGM BLDCin 400kW:

Характеристики:

• Максимальна потужність: 400 кВт
• Максимальний момент: 540 Н·м
• Максимальні оберти: 8,000 об/хв
• Максимальна напруга: 800 В
• Максимальний ККД: до 96%
• Маса: 129.7 кг
• Особливість: індивідуальні технічні рішення
• Розташування: Злін, Чехія
• Сайт: www.mgm-compro.com/ 
• Сайт: https://www.rotexelectric.eu/

Рисунок 2. Планер VELO від MGM COMPRO і GP Gliders (фото: MGM Compro)

NeuMotors

NeuMotors виробляє безколекторні двигуни з внутрішнім і зовнішнім ротором із 2002 року. Її найбільші моделі — серія 180xx:

Характеристики:

• Максимальна потужність: 80 кВт
• Максимальний момент: —
• Максимальні оберти: 8,000 об/хв
• Діапазон напруги: —
• Максимальний ККД: —
• Маса: 8 кг+
• Особливість: двигуни з внутрішнім і зовнішнім ротором
• Розташування: Сан-Дієго, США
• Сайт: https://neumotors.com/

Інтелектуальні двигуни Safran ENGINeUS мають інтегрований контролер і герметичну конструкцію для суворих умов. Їх уже використовує Bye Aerospace eFlyer, а Safran також оголосила про гібридні двигуни для регіональних літаків. Нижче наведено найбільший повністю електричний двигун ENGINeUS .

Характеристики:

• Максимальна потужність: 1 МВт
• Максимальний момент: —
• Максимальні оберти: 4,500 об/хв
• Максимальна напруга: 850 В
• Максимальний ККД: —
• Маса: —
• Особливість: робота в суворих умовах та інтегрований контролер
• Розташування: Париж, Франція (головний офіс)
• Сайт: www.safran-electrical-power.com/

T-Motor пропонує потужні моделі U15L, XL і XXL із тягою до 98 кг на двигун. Хоча пілотовані застосування ще не заявлено, їх YouTube-каналі показує великі БПЛА та eVTOL, які можуть використовувати ці двигуни. Характеристики U15XXL:

Характеристики:

• Максимальна потужність: 28 кВт
• Максимальний момент:
• Максимальні оберти: —
• Напруга: 100 В
• Максимальний ККД: —
• Маса: 5.2 кг
• Особливість: універсальність у різних кліматичних умовах
• Розташування: Наньчан, Китай
• Сайт: uav-en.tmotor.com/ 

Turnigy працює понад 20 років і підтримує доступні ціни завдяки ефективному постачанню. Дев’ять основних моделей призначені для різних завдань. Крім дронів і радіокерованих моделей, деякі достатньо потужні для пілотованих мультикоптерів та парамоторів. Компанія також пропонує готовий мініпарамотор. Нижче — характеристики найбільшого двигуна Turnigy на сайті Hobby King:

Характеристики:

• Максимальна потужність: 9.8 кВт
• Максимальний момент: —
• Максимальні оберти:
• Максимальна напруга: 52 В
• Максимальний ККД: —
• Маса: 2.53 кг
• Особливість: двигуни для різних застосувань
• Продаж через Hobby King (Гонконг, Китай)
• Сайт: www.turnigy.com/

Двигуни Thin Gap для цивільних і військових застосувань відомі міцністю та високим відношенням моменту до маси. Беззалізний статор без зубцевого моменту забезпечує питому потужність, плавність та ефективність. Співпраця з Aurora Flight Sciences над потужними вентиляторами для важких БПЛА сприяла проєкту Aurora LightningStrike XV-24A— електричному аналогу Osprey, який згодом припинили. Нижче — характеристики LSI 267-58.

Характеристики:

• Максимальна потужність: 44 кВт
• Максимальний момент: 191 Н·м
• Максимальні оберти: 2,200 об/хв
• Напруга: > 726 В
• Максимальний ККД: — 
• Маса: 4 кг
• Особливість: беззалізний статор без зубцевого моменту, високий момент відносно маси
• Розташування: Камарильйо, США
• Сайт: www.thingap.com/ 

Рисунок 4. Комплект двигуна Thin Gap (зображення із сайту Thin Gap)

KDE Direct створює двигуни для перспективних польотів, супутників і космічних досліджень. Її безколекторні двигуни розраховані на довговічність і роботу без вібрацій. Вони використовуються в БПЛА та мають достатню потужність для вантажних дронів. Діапазон характеристик наведено нижче.

Характеристики:

• Діапазон максимальної тривалої потужності: 0.43 - 12.8 кВт
• Діапазон максимального моменту: —
• Діапазон максимальних обертів: —
• Діапазон напруги: 60.9 В
• Максимальний ККД: —
• Маса: 2.1 кг
• Особливість: робота без вібрації
• Розташування: Бенд, США
• Сайт: www.kdedirect.com/ 

Читайте також: Навіщо вимірювати крутний момент безколекторного двигуна

Pipistrel — один із лідерів електричних силових установок із кількома серійними електролітаками. Її Velis Electro став першим електролітаком із сертифікатом типу EASA. Компанія також пропонує електричні самозлітні планери та гібридні літаки загальної авіації. Їх приводить рідинно-охолоджуваний E-811 із тривалою потужністю 49,2 кВт. Основні характеристики:

Характеристики:

• Максимальна потужність: 57.6 кВт
• Максимальний момент: 220 Н·м
• Максимальні оберти: 2,500 об/хв 
• Максимальна напруга: 400 В
• Максимальний ККД: —
• Маса: 22.7 кг
• Особливість: перший електродвигун, сертифікований EASA для загальної авіації
• Розташування: Айдовщина, Словенія
• Сайт: www.pipistrel-aircraft.com/ 

Рисунок 5. Повністю електричний Velis Electro (фото: Pipistrel)

За словами MAD Components, їхні двигуни створені для вантажних і пілотованих дронів. Кожен ротор розраховано на тягу до 114 кгс. Двигуни для комерційних і аматорських застосувань використовують від рятувальних дронів до парапланів. Найпотужніша модель — MAD TORQ M50C35 PRO EEE 34 KV.

Характеристики:

• Максимальна потужність: 25 кВт
• Максимальний момент: до 78.4 Н·м
• Максимальні оберти: —
• Максимальна напруга: —
• Максимальний ККД: 87%
• Маса: до 4.2 кг
• Особливість: оптимізоване охолодження та міцні компоненти
• Розташування: Варшава, Польща
• Сайт: https://mad-motor.com/

ePropelled розробляє силові установки для БПЛА та eVTOL із потрібним співвідношенням потужності й маси. Запатентована технологія підвищує енергоефективність, дальність і ресурс акумулятора, знижуючи витрати виробника. Нижче — характеристики LEV 8000 .

Характеристики:

• Максимальна потужність: до 8 кВт
• Максимальний момент: до 70 Н·м
• Максимальні оберти: 7,500 об/хв
• Максимальна напруга: —
• Максимальний ККД: 90%
• Розміри (діаметр × довжина): 220 × 223,5 мм
• Особливість: —
• Розташування: Ловелл, США
• Сайт: https://epropelled.com/

Fly Dragon із Ченду, Китай, пропонує три двигуни для вантажних дронів. Найбільший — G110. Усі постачаються комплектом із пропелером та ESC. Нижче наведено характеристики G100 за 500 В і 80% газу.

Характеристики:

• Максимальна потужність: 54 кВт
• Максимальний момент: 108 Н·м
• Максимальні оберти: 2,670 об/хв
• Максимальна напруга: 650 В
• Максимальний ККД: >88%
• Маса: 13.2 кг
• Особливість: двигуни для вантажних дронів
• Розташування: Ченду, Китай
• Сайт: http://www.dronefromchina.com/

Рисунок 6. Силова установка G110 від Fly Dragon (фото із сайту Fly Dragon)

Plettenberg прагне максимальної ефективності за мінімальної маси. Компанія пропонує серійні й індивідуальні двигуни. Заявлено ККД до 95% і питому потужність до 26 кВт/кг. Її Nova 50 — найпотужніша модель; характеристики нижче.

• Максимальна потужність: 50 кВт
• Максимальний момент: 142 Н·м
• Максимальні оберти: 5,600 об/хв
• Максимальна напруга: 320 В
• Максимальний ККД: >93%
• Маса: 11.5 кг
• Особливість: двигуни з високим ККД
• Розташування: Баунаталь, Німеччина
• Сайт: https://plettenberg-motoren.net/ 

Читайте також: Як працюють безколекторні двигуни та як їх випробовувати

Beyond Motors

Beyond Motors виробляє двигуни з осьовим магнітним потоком для авіації, суден, автомобілів і перегонів. Водяне охолодження за технологією із заявкою на патент забезпечує високий ККД і тривалу потужність. Діапазон — від 75 до 230 кВт тривалої потужності; пікова потужність AXM4 — 430 кВт. До трьох двигунів можна скомпонувати послідовно для потрійної потужності за того самого діаметра.

Характеристики:

• Максимальна потужність: 430 кВт
• Тривалий крутний момент: 1,000 Н·м
• Максимальні оберти: 4,500 об/хв
• Напруга: 550 В
• Максимальний ККД: —
• Маса: 51.1 кг
• Особливість: компонування двох або трьох двигунів для подвійної чи потрійної потужності й моменту
  
• Розташування: Словенія
• Сайт: https://beyondmotors.io

Geiger Engineering

Geiger Engineering виробляє авіаційні електродвигуни, пропелери й аксесуари. Варіант Duplex має дві однакові силові системи з однорідним резервуванням на випадок відмови. Нижче — найбільша модель High Power Direct (HPD).

Характеристики:

• Максимальна потужність: 70 кВт
• Тривалий крутний момент: —
• Максимальні оберти: 260 об/хв
• Напруга: —
• Максимальний ККД: —
• Маса: 16 кг
• Особливість: система Duplex для додаткової безпеки
• Сайт: https://www.geigerengineering.de/en

Free RC Hobby

MP240150 — найбільший серійний двигун Free RC Hobby з налаштовуваними датчиками, охолодженням і Kv. Гасло компанії: «Ми можемо зробити те, що вам потрібно!»

• Максимальна потужність: 100 кВт
• Максимальний момент: до 180 Н·м
• Максимальні оберти: —
• Максимальна напруга: 400 В
• Максимальний ККД: —
• Маса: до 19 кг
• Особливість: —
• Розташування: Дунгуань, Китай

Сайт: https://www.freerchobby.cc/

Aerowingfly

Shenzhen Aerowingfly Elec Control Co., Ltd. виробляє двигуни, пропелери, ESC і готові промені для дронів та eVTOL. Спеціалізація — вантажні силові установки з високовольтними ESC і високою питомою потужністю для логістичних дронів та міських eVTOL. Нижче — характеристики потужного безколекторного двигуна eVTOL.

Характеристики:

• Максимальна потужність: 90 кВт
• Тривалий крутний момент: —
• Максимальні оберти: —
• Напруга: 450 - 850 В
• Максимальний ККД: —
• Маса: 38.2 кг
• Особливість: силові установки для БПЛА з великим корисним навантаженням
• Сайт: https://www.aerowingfly.com/