Gli ingegneri del MIT ne hanno costruito uno

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Gli ingegneri del Massachusetts Institute of Technology (MIT) sono riusciti a creare un motore da un megawatt che rappresenta un trampolino di lancio fondamentale per la realizzazione di grandi aerei elettrici in futuro. Il team ha testato i singoli componenti del motore e ha calcolato che può generare un megawatt di potenza, si legge in un comunicato stampa.

Con il mondo concentrato sulla riduzione delle proprie emissioni di carbonio a “zero netto” entro il 2050, l’aviazione è un settore che necessita della massima innovazione per raggiungere questo obiettivo. Anche i grandi aerei che oggi trasportano passeggeri e merci hanno grandi emissioni di carbonio. Tuttavia, le soluzioni per l’elettrificazione dell’aviazione sono ancora piccole e incapaci di sostituire i grandi motori a reazione.

I tentativi di realizzare aerei completamente elettrici sono generalmente piccoli. I motori utilizzati per la loro propulsione possono generare solo poche centinaia di kilowatt di potenza alla volta. Gli aerei di grandi dimensioni richiedono una potenza maggiore dai motori, quindi gli ingegneri del MIT hanno deciso di sviluppare un motore elettrico da un megawatt.

Per comprendere la difficoltà nel realizzare un motore elettrico da megawatt, bisogna prima capire come funziona un motore elettrico. Tradizionalmente, i motori elettrici utilizzano l'energia elettrica per generare un campo magnetico, in genere inviando corrente attraverso bobine di rame.

Un magnete posizionato vicino alle bobine gira nella direzione del campo magnetico generato e con esso aziona un ventilatore o un'elica. È necessario utilizzare bobine di rame più grandi per generare più potenza dal motore. Tuttavia, ciò aumenta anche il calore generato durante il processo con conseguente aggiunta di elementi di raffreddamento alla configurazione.

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Tutti questi componenti aumentano il peso del motore, rendendone più difficile l'utilizzo per applicazioni aeree.

Il motore progettato dagli ingegneri del MIT è costituito da un rotore ad alta velocità rivestito con magneti di diverso orientamento di polarità e uno statore compatto a basse perdite che si inserisce all'interno del rotore ma è riempito con un'intricata serie di avvolgimenti in rame all'interno. Il team ha inoltre realizzato un sistema elettronico di potenza distribuito utilizzando 30 circuiti stampati personalizzati che modificano con precisione le correnti attraverso gli avvolgimenti di rame ad alte frequenze.

I circuiti stampati sono strettamente accoppiati alla macchina per ridurre al minimo le perdite di trasmissione e uno scambiatore di calore integrato fornisce il raffreddamento dell'aria quando i componenti sono in funzione. Per ora, i ricercatori hanno testato questi componenti individualmente e hanno stabilito che la progettazione del sistema può generare un output di un megawatt.

Entro la fine dell'anno, i componenti verranno assemblati e inizieranno a testare il motore nel suo complesso. I ricercatori sono fiduciosi che il motore sarà in grado di alimentare un aereo regionale e che più motori potrebbero essere lungo l’ala nelle future configurazioni di progettazione degli aerei.

Il motore può essere alimentato da una batteria o da una cella a combustibile o potrebbe essere abbinato a motori a reazione per abilitare sistemi di propulsione ibridi. "Indipendentemente da ciò che utilizziamo come vettore energetico - batterie, idrogeno, ammoniaca o carburante sostenibile per l'aviazione - indipendentemente da tutto ciò, i motori della classe megawatt saranno un fattore chiave per rendere più ecologica l'aviazione", ha affermato Zoltan Spakovszky, responsabile del progetto al MIT, in un comunicato stampa.