用中公里电力航班连接世界

万博Ansys Dimensions Staff

喷气机时代的第一个时代始于20世纪30年代，当时喷气动力飞机飞上了天空。这些发动机依靠燃烧碳氢燃料产生的推力来舒适地运送乘客。经过80多年在该领域的不断创新，magniX现在正计划彻底改变行业，并启动航空的下一个时代，为飞机开发电力推进，搭载最多20名乘客-或乘客和货物的组合-最远650英里，没有废气排放。这将为清洁、廉价、中距离商业客运和货运航班创造一个新的市场。dimension最近采访了magniX的首席执行官Roei Ganzarski，了解该公司如何在重新定义“连接”概念的同时解决电动飞机的挑战。

你在magniX的主要目标是什么?

Roei Ganzarski:我们的目标是通过清洁、低成本的电动航空连接社区来促进繁荣。为此，我们正在为商业航空开发创新的电力推进解决方案。

D:连接社区的概念很有趣，因为今天“连接”更多地与无线通信技术联系在一起。航空在其中扮演什么角色?

鲁柏:显然，所有主要城市都已经有大型航空公司连接。但是当你看看次级社区——中型或小型城市、城镇、农村地区——很少有低成本、高效的空中或铁路连接(尤其是在美国)，因为它不经济。因此，如果有人想坐飞机，他们可能需要开车——很多时候需要几个小时——只是为了到达机场。这限制了人员和商品的流动，进而限制了经济增长和繁荣。

电动航空将在中小城市之间提供一种非常清洁、低成本的交通方式，这意味着现在你可以重新定义一个“郊区”，它可能是一个40分钟飞行距离的城镇，而不是40分钟车程。突然间，小镇上的一家小公司可以将产品出口到其他大城市并实现增长。万博网他们增长，雇佣更多的人，经济变得更好，繁荣程度上升。这就是magniX的意义所在。

magniX工程师正在进行电力推进测试。

D:电气化已经应用于汽车和工业领域，但我们对飞机的电力推进还不太了解。您为什么决定将电气化引入航空航天工业?

鲁柏:我们选择商业航空作为重点，是因为它可以带来巨大的繁荣效应。对于50英里以内的距离，我们有很多替代选择，如汽车、公共汽车、地铁等。虽然他们可能不是最高效或最干净的，但他们提供服务。对于1000英里以上的距离，今天的航空业提供了一种高效且价格合理的解决方案。

对于50到1000英里的距离，没有一个好的、干净的、经济的解决方案可以提供价值。在许多情况下，唯一可用的交通方式就是开车数小时。话虽如此，机场的基础设施，尤其是在美国这样的地方，是广泛的。因此，电动航空解决方案提供了更高的连通性，同时不需要在基础设施方面进行巨额投资——例如，高速铁路就需要在很远的地方铺设轨道。

即使有今天的电池技术，我们也可以做短途飞行——一架改装过的飞机可以飞行100英里，一架一开始就为电力推进设计的飞机可以飞行650英里。但从这个角度来看，2018年全球5%的航班飞行距离不到100英里，45%的航班飞行距离不到500英里。这些数字还不包括货运航班。所以很明显需要这些范围。为什么不让它们是电动的呢?为什么不让它们变得清洁，减少4%的全球航空排放(美国是12%)?

航空发动机的关键要素是重量、功率、效率和可靠性。

塞斯纳“铁鸟”试验台上的放大镜电动机。

Roei Ganzarski
首席执行官Magnix

D:在为航空航天应用开发电力推进系统时，你遇到的最大的工程挑战是什么?

鲁柏:航空发动机的关键要素是重量、功率、效率和可靠性。我们已经能够开发出比其他任何发动机都更强大、更轻的发动机，具有我们在航空领域所期望的可靠性和冗余度。此外，电机以非常低的速度旋转。这种低速是非常重要的。以一架传统的中距离飞机为例，它的螺旋桨转速约为每分钟1900转，但其涡轮或活塞发动机的转速是这个转速的数倍。所以你需要在这些部件之间安装一个重型变速箱来配合速度。我们取消了重型变速箱。我们的发动机转速为1,900转/分钟，与螺旋桨的转速相同，产生与传统内燃机相同的功率水平。这意味着我们可以将螺旋桨直接连接到电机上，省去了变速箱的重量和维护环节。

D:工程模拟在这一创新中发挥了什么manbet作用?

鲁柏:模拟是我们在magniX开发的一个关键方面。我们正在做一件以前没有人做过的事情。我们不能环顾文献或其他公司，然后说:“嘿，给我看看你做了什么，我也会做同样的事情。”

所以，有两种方法来应对这个挑战。我们可以开始制造发动机，尝试它们并学习——就像过去那样——或者我们可以利用非凡的模拟技术，在我们真正“加工金属”之前，用旧的制造术语来说，它允许我们尝试不同的想法。

仿真允许我们尝试不同的想法，从流体动力学到应力到结构特性到电磁学，在多物理环境中考虑到电机工作时同时起作用的所有力。我们可以在电脑上虚拟地做这件事，在硬件上创建第一篇文章之前。模拟有助于提高我们进入市场的速度。如果我们必须建造每一个电机设计来测试每一个，我们需要花费数年时间才能在地面上尝试任何东西，更不用说在空中了。当你像我们一样对一个行业进行革命时，时间是至关重要的。

D:是什么让您选择ANSYS仿真解决方案?万博

鲁柏:当我们环顾四周时，我们注意到Ansys仿真正在被许多其他航空航天公司使用。万博所以我们知道这个工具本身已经被证实并且已经成功地应用于航空航天领域。

由于航空航天工业需要高水平的安全，你必须有监管当局批准的模拟水平。我们必须通过美国联邦航空局、欧洲航空安全局、加拿大交通部和世界上其他监管机构给我们的每一项测试，我们希望通过每一项测试。通过使用Ansys的嵌入式软件开发工具在我们的电机中的控制代码，我们有极大的信心，我们的鉴定工作将得万博到简化，使我们能够更快地进入市场。

我们必须有信心，我们的合作伙伴、供应商、客户和监管机构能够在看到我们的数据后说:“我们知道模拟模型，我们知道它所代表的情况与现实情况尽可能接近，我们将接受它产生的结果。”世界上很少有建模和仿真水平达到这些高标准的公司，而Ansys是我们的选择。万博

D:使用模拟对放大镜有什么好处?

鲁柏:我们从Ansys解决方案中获得的最大价值是时间和金钱。万博使用Ansys模拟让我万博们能够做的，最重要的是排除那些在以后会花费我们大量金钱和时间的想法。模拟可以提前告诉我们，“它不会起作用，或者它不会给你想要的结果。”

当你在领导一场革命时，就像我们正在为一个80多年来没有真正改变的行业进行电气化一样，你必须首先进入市场，做出真正的改变，并引领潮流。万博Ansys帮助我们率先进入市场。

D: magniX有什么不同?

鲁柏:这一切都与我们的团队有关。我们不希望他们跳出框框思考——他们不应该看到一个框框。所以，当你用这种态度来应对电动商业航空的挑战时，他们会说，“好吧，我们需要做什么才能到达那里?与传统的方法相比，传统的方法是看看我们今天拥有的东西，然后决定我们能做些什么来逐步改进它。这是一种非常不同的方法。作为一家致力于商业电动航空的小公司，我们可以允许自己遵循这种不同的方法，并快速完成它。我们的团队正在找回同样水平的梦想、专注和对现状的质疑，这些在20世纪二三十年代推动了航空业的发展，并在前进的道路上迷失了方向。

正如我所说，magniX不是关于电动机本身。相反，它是关于发动机如何用清洁、低成本的航空运输连接社区，因为如果你这样做了，你就打开了前所未有的人员和货物流动的大门——这才是真正的结局。