达芬奇H2

经过两周的规划、计算和建模，我向大家展示了达芬奇H2：我在EVTOL/UAM竞赛中的氢解决方案。虽然电池技术正在进步，但它只能把我们带到航空领域。在过去10年里，锂离子电池的能量密度仅增加了两倍，而电池寿命也因当前城市空中交通解决方案采用的能源密集型垂直起降而受到影响。尽管氢目前存在缺点（稀缺+高成本+相对缺乏基础设施），但它有几个强大的优势：高能量密度、快速加油和易于更换部件（更换氢燃料箱/燃料电池比电动汽车电池容易得多，而电动汽车电池通常是车辆总质量的重要组成部分）。因此，我相信UAM市场将很快由氢燃料电池主导vehicles.About 达芬奇H2是氢变化的先兆；它结合了当前EVTOL设计方案中最优化的设计元素和氢气的优点。倾转翼布局意味着，与倾转旋翼飞机不同的是，机翼开始产生升力的速度要快得多，这使得起飞和着陆更平稳，能耗更低。由于缺乏复杂的倾转旋翼机构，确保了机械的简单性，使得系统冗余的集成更容易，工程和制造方面的挑战更少。达芬奇H2还采用了分布式电力推进系统——一个48kWh的落地式电池可以独立为车辆提供动力，或者在垂直上升和下降过程中协助满足动力需求，从而减少电池和氢燃料电池的负荷，提高其使用寿命。虽然可以通过外部插座独立充电，但在飞行过程中，电池也可以用剩余的燃料电池电压充电。UAM车辆的当前模式涉及地面枢纽，称为垂直端口。UAM采用氢气意味着这些垂直加油站本身可以作为氢气加油中心，不仅适用于飞机，也适用于公路车辆。有鉴于此，氢燃料电池推进技术引入UAM市场将有望引领氢燃料电池技术的主流应用，开启一个更绿色、更可持续的市场future.Hydrogen 燃料电池系统功率/能量密度，以得出氢燃料电池垂直起降飞机的实际预测，我使用了以下公开的数据。请注意，与许多建议的UAM设计依赖于超过360wH/kg的预计电池能量密度不同，这种设计主要依赖于现有系统的性能：特斯拉3型远程：78kWh/1730kg/440km范围现代NEXO:157L H2/1810kg/600km范围假设两辆车的滚动阻力和阻力系数相同，NEXO的157L H2相当于约111kWh的能量。考虑到两辆车的质量差异（80kg）和能量容量差异（33kWh），氢即使作为燃料电池系统，也能提供更高的能量密度。NEXO的燃料堆规格如下：功率密度为3.1kW/L和2.0kW/kg。其贮氢罐质量密度（贮氢质量占贮氢罐总质量的百分比）为7.18%。以此为参考，假设300L+96L（45分钟飞行储备的辅助油箱）氢气系统将产生约281kWh的氢气，用于16kg氢气，油箱总质量约为224kg。假设一个420kW的氢燃料电池，燃料电池的质量大约为210kg，如果考虑辅助系统，如泵、温控装置、过滤器等。。。我们可以假定总质量为350公斤。上述48kWh电池采用160wH/kg的保守锂离子电池能量密度数据，重量约为300kg。加上电池，氢-电系统的总质量将达到874kg，总能量为329kWh。这是一个更高的数字比任何其他可比的5座EVTOL在2000公斤range.About 这个项目作为一个有工程经验的设计师，这确实是对我在Solidworks上所能做的一个考验。我的目的是磨练我的A级表面（G2连续性）技术和车辆包装能力，我认为最终结果不言而喻。感谢您花时间通读，希望您喜欢