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Ampaire alimente les voyages en avion avec des systèmes électriques

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Une solution éprouvée de module de puissance aérospatiale de Vicor simplifie la conception aérospatiale et réduit le temps de mise sur le marché.

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L'inquiétude croissante concernant l'augmentation des émissions de dioxyde de carbone entraîne une demande mondiale de véhicules électriques purs (VE) et de véhicules électriques hybrides (VEH).

L'industrie aérienne connaît une évolution similaire et analyse les avantages en termes de coûts et de performances de l'aviation à propulsion électrique. Si les coûts des infrastructures de transport aérien peuvent être réduits, il devient possible d'étendre le transport aérien à des zones géographiques éloignées et mal desservies.

Ampaire (Hawthorne, CA) s'est engagé à réaliser cette vision en développant des avions électriques qui sont écologiquement propres, moins coûteux, sûrs et silencieux. Par rapport aux avions traditionnels à moteur à combustion, Ampaire cherche à réduire de 90 % les coûts en carburant, de 50 % la maintenance et de 66 % le bruit au décollage et à l'atterrissage avec un avion entièrement électrique sans émissions de gaz d'échappement.

Ampaire développe des avions à propulsion électrique qui sont propres, sûrs, silencieux et moins coûteux à exploiter.

Le passage à la propulsion électrique pourrait multiplier par 10 les destinations des compagnies aériennes, passant de 500 à 5 000 aéroports rien qu'aux États-Unis. Ainsi, les habitants des régions reculées auront beaucoup plus facilement accès aux transports aériens régionaux, et les compagnies aériennes régionales qui luttent pour être rentables en raison de coûts d'exploitation élevés seront bien placées pour prospérer.

Ampaire en est actuellement au stade du prototypage et a mis au point une architecture à double source d'énergie pour permettre la redondance pendant les premiers scénarios de vol d'essai, pour évaluer et développer des techniques de répartition de la charge de puissance et de propulsion entre les sources d'énergie carburant et électrique en fonction de la charge utile, de la vitesse de croisière et de la trajectoire de vol.

Le prototype Ampaire actuel - un Cessna 337 Skymaster réaménagé - utilise une architecture hybride parallèle en ligne : une hélice standard à moteur à combustion est située à l'arrière de l'avion, et une hélice électrique est placée à l'avant. Pendant le vol, la puissance peut être partagée dynamiquement entre les deux systèmes de propulsion afin d'optimiser la vitesse, la puissance, la consommation de carburant ou le bruit.

Le système d'alimentation électrique de l'avion prototype Ampaire consiste en une source d'énergie à haute tension avec une plage de 500V - 738V. Les systèmes typiques de contrôle et de surveillance de l'avionique fonctionnent à partir d'une alimentation de 28V, il fallait donc une solution de convertisseur DC-DC qui fonctionne à partir d'une entrée à large gamme et qui régule étroitement à une sortie de 28V. En raison de la batterie haute tension, l'isolation était également nécessaire et une puissance allant jusqu'à 500 watts était souhaitée.

L'équipe de conception d'Ampaire a également demandé une taille compacte pour la solution, un rendement élevé, une gestion thermique simple, un prototypage rapide et un délai de production. L'équipe de conception ne voulait pas non plus concevoir ou utiliser des cartes de circuits imprimés pour le convertisseur de puissance. Compte tenu de ces exigences de conception, l'équipe d'ingénieurs de Vicor a recommandé que la conversion et la régulation de la puissance se fassent en deux étapes afin d'optimiser le rendement et la densité de puissance et de simplifier la gestion thermique. Un convertisseur de bus à rapport fixe (BCM) serait utilisé pour isoler et convertir la batterie haute tension, suivi d'un convertisseur DC-DC basse tension pour réguler la sortie du convertisseur de bus à 28V.

Ampaire est l'un des leaders du marché de l'aviation électrique pour faire voler un avion dont la viabilité commerciale est démontrée. Son prototype doit être testé par la compagnie aérienne Mokulele Airlines, basée à Hawaii, qui espère utiliser des avions Ampaire de prochaine génération et de production commerciale pour des vols courts courriers à travers les îles hawaiiennes. Le futur avion de production Ampaire devrait transporter de neuf à dix-neuf passagers et parcourir la distance de 90 miles entre Honolulu et Kahului.

www.vicorpower.com