微型發(fā)動機(jī)在航空航天領(lǐng)域中的運(yùn)用

寂靜天花板

現(xiàn)如今，像微型、納米級甚至是微微級的事物越來越流行。因此，任何能夠滿足科技應(yīng)用需求、人們所能想象到的小尺寸事物都大受歡迎。微型發(fā)動機(jī)在這方面就扮演著不可替代的角色。今天，隨著人們對科技應(yīng)用的需求越來越高，微型發(fā)動機(jī)也需要擁有越來越多的功能以適應(yīng)這些需求。
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技術(shù)概要
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  {+ F( X2 q4 B$ D) f當(dāng)下，應(yīng)用最為頻繁的微型發(fā)動機(jī)包括拉絲直流電動機(jī)、無刷直流電機(jī)（BLDC）以及步進(jìn)發(fā)動機(jī)。對于特定的應(yīng)用領(lǐng)域來說，這幾種發(fā)動機(jī)都各有優(yōu)缺點(diǎn)。例如，對于機(jī)器需要迅速加速、重量相對較低、高效和高功率密度的領(lǐng)域來講，拉絲直流電動機(jī)應(yīng)用的更為廣泛；無刷直流電機(jī)則主要迎合要求在中到高功率密度以及高速行駛下，壽命能夠更長的電機(jī)。
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2 Z- x. y% g* g: A. f* p在航空航天以及國防工業(yè)這些常需要精準(zhǔn)定位的領(lǐng)域，步進(jìn)電動機(jī)扮演著極為重要的角色。航空航天領(lǐng)域以及國防工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用有諸多要求。例如對重量和空間大小就有著非常嚴(yán)格的要求，并且由于諸多程序與飛機(jī)是同時工作的，因此輸入功率也是有限制的。溫度則在極端范圍間變化——這個范圍處于-60℃和150℃之間，相對濕度在95% 左右。如果想要抗噪音、震動、沖擊、電磁干擾以及電磁敏感性，則需要更為優(yōu)化的微型電動機(jī)。由于每一種部件都是與眾不同的，設(shè)計(jì)者還把一部分注意力放在了材料系統(tǒng)、潤滑以及機(jī)械系統(tǒng)上以確保達(dá)到發(fā)動機(jī)所要求的標(biāo)準(zhǔn)。最優(yōu)設(shè)計(jì)除了能夠確保發(fā)動機(jī)在極端環(huán)境下仍高效進(jìn)行工作，還能夠保證其工作時的安全性和可靠性——這一點(diǎn)更為重要。
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在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用
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( Z* [& C" C/ v1 n  Q8 |在航空航天以及國防工業(yè)領(lǐng)域，通常要求有創(chuàng)新性、可靠性以及大功率密度的產(chǎn)品。諸如閥動器一類能夠起到關(guān)鍵作用的部件，其功能從控制發(fā)動機(jī)燃料流到防止氣流進(jìn)入環(huán)境系統(tǒng)中不等。任何種類的發(fā)動機(jī)都需要配有變速器，這取決于在這些部件中需要克服的阻力大小。裝有雙排行星齒輪機(jī)構(gòu)的變速器具有高功率密度、高密實(shí)度、低噪音以及高效率的特點(diǎn)。復(fù)試輪系就恰恰需要低噪音以及更高的工作效率。
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6 v0 b. P0 B, a8 r7 J8 m6 I$ |流量控制閥需要配有精確的定位功能系統(tǒng)，來對可移動的部件進(jìn)行定位，進(jìn)而傳輸至高分辨度的編碼器。航空航天領(lǐng)域的設(shè)計(jì)者們通常會選擇分辨率高于256 脈沖的編碼器。而利用磁性編碼器，脈沖則可高于4096。

現(xiàn)有的發(fā)動機(jī)還存在諸多缺陷，因此需要進(jìn)一步優(yōu)化發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)，以保證其能夠高效運(yùn)行。為了使發(fā)動機(jī)能夠經(jīng)受住極端溫度的考驗(yàn)，人們需要慎重選擇合適的材料系統(tǒng)以及潤滑部件等。

7 S2 U7 }, }- |在設(shè)備運(yùn)行至可能影響到發(fā)動機(jī)控制設(shè)備的功能時，則需要控制電磁干擾和電磁敏感性——解決方法是從外部關(guān)掉發(fā)動機(jī)，然后利用電子過濾器減少磁波輻射。

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$ `- H7 h$ q% e" X4 O圖：（上）在航空航 天以及國防工業(yè)領(lǐng)域 中，設(shè)備運(yùn)行至可能 影響到發(fā)動機(jī)控制設(shè) 備的功能時，在這種情況下，電磁敏感性顯得格外重要。 （下）拉絲直流電動機(jī)通常在機(jī)器需要迅速 加速、重量相對較低、 高效和高功率密度的 領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。

; j3 a7 O+ b* Z2 e0 y瑞士Portescap 公司現(xiàn)已開發(fā)出一種動力傳動系統(tǒng)解決方案，這種系統(tǒng)同時配置有一個變速器、編碼器、電子過濾器以及磁力制動器。這種系統(tǒng)能夠滿足航空航天領(lǐng)域和國防科技領(lǐng)域任何苛刻的要求。

; o; v* r- f% S# I) N) n" K* C/ m; X結(jié)論

  m2 E" E: x1 k8 K6 c7 W& O; a2 v針對特定的航空航天工業(yè)市場和國防工業(yè)市場，迎合不同的應(yīng)用需要配有不同的發(fā)動機(jī)。根據(jù)航空航天和國防科技市場的特殊要求，工程師們必須完全了解如何優(yōu)化其設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。提供不同種類發(fā)動機(jī)的制造商們也可以從技術(shù)角度考慮其需求，充分考慮設(shè)計(jì)時的注意事項(xiàng)，然后為發(fā)動機(jī)提供不同的解決方案。
. S7 p6 V7 l! i( A  H% x, P8 v$ U
: H0 Q7 v: r/ W) }/ [$ l. t" i隨著時間的推移，航空航天領(lǐng)域和國防科技領(lǐng)域的技術(shù)也在不斷更新。今天，在這個不斷變化的市場中，提供更加凝練的設(shè)計(jì)、更為先進(jìn)的材料和更為優(yōu)化的動力控制方案將是我們今后面臨的巨大挑戰(zhàn)。尺寸、效率、安全性、穩(wěn)固性以及一套完整的動力系統(tǒng)解決方案將會成為以動力為核心的應(yīng)用程序服務(wù)的關(guān)鍵因素。