微型發動機在航空航天領域中的運用

寂靜天花板

現如今，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用需求、人們所能想象到的小尺寸事物都大受歡迎。微型發動機在這方面就扮演著不可替代的角色。今天，隨著人們對科技應用的需求越來越高，微型發動機也需要擁有越來越多的功能以適應這些需求。

技術概要

" s8 @  c; A3 [' o! w" L; t當下，應用最為頻繁的微型發動機包括拉絲直流電動機、無刷直流電機（BLDC）以及步進發動機。對于特定的應用領域來說，這幾種發動機都各有優缺點。例如，對于機器需要迅速加速、重量相對較低、高效和高功率密度的領域來講，拉絲直流電動機應用的更為廣泛；無刷直流電機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。
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在航空航天以及國防工業這些常需要精準定位的領域，步進電動機扮演著極為重要的角色。航空航天領域以及國防工業領域應用有諸多要求。例如對重量和空間大小就有著非常嚴格的要求，并且由于諸多程序與飛機是同時工作的，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，則需要更為優化的微型電動機。由于每一種部件都是與眾不同的，設計者還把一部分注意力放在了材料系統、潤滑以及機械系統上以確保達到發動機所要求的標準。最優設計除了能夠確保發動機在極端環境下仍高效進行工作，還能夠保證其工作時的安全性和可靠性——這一點更為重要。
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在航空航天領域的應用

' a% L: J) M2 q6 ~! i: r+ `4 m在航空航天以及國防工業領域，通常要求有創新性、可靠性以及大功率密度的產品。諸如閥動器一類能夠起到關鍵作用的部件，其功能從控制發動機燃料流到防止氣流進入環境系統中不等。任何種類的發動機都需要配有變速器，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構的變速器具有高功率密度、高密實度、低噪音以及高效率的特點。復試輪系就恰恰需要低噪音以及更高的工作效率。

流量控制閥需要配有精確的定位功能系統，來對可移動的部件進行定位，進而傳輸至高分辨度的編碼器。航空航天領域的設計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。

9 {4 Y+ E- q! |/ }& l" ^: l6 ]現有的發動機還存在諸多缺陷，因此需要進一步優化發動機的設計，以保證其能夠高效運行。為了使發動機能夠經受住極端溫度的考驗，人們需要慎重選擇合適的材料系統以及潤滑部件等。

在設備運行至可能影響到發動機控制設備的功能時，則需要控制電磁干擾和電磁敏感性——解決方法是從外部關掉發動機，然后利用電子過濾器減少磁波輻射。

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圖：（上）在航空航 天以及國防工業領域 中，設備運行至可能 影響到發動機控制設 備的功能時，在這種情況下，電磁敏感性顯得格外重要。 （下）拉絲直流電動機通常在機器需要迅速 加速、重量相對較低、 高效和高功率密度的 領域應用較為廣泛。

- D6 w' \5 |6 j瑞士Portescap 公司現已開發出一種動力傳動系統解決方案，這種系統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。這種系統能夠滿足航空航天領域和國防科技領域任何苛刻的要求。
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結論

  m5 K- ^; h* s, E, X4 a針對特定的航空航天工業市場和國防工業市場，迎合不同的應用需要配有不同的發動機。根據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化其設計標準。提供不同種類發動機的制造商們也可以從技術角度考慮其需求，充分考慮設計時的注意事項，然后為發動機提供不同的解決方案。

隨著時間的推移，航空航天領域和國防科技領域的技術也在不斷更新。今天，在這個不斷變化的市場中，提供更加凝練的設計、更為先進的材料和更為優化的動力控制方案將是我們今后面臨的巨大挑戰。尺寸、效率、安全性、穩固性以及一套完整的動力系統解決方案將會成為以動力為核心的應用程序服務的關鍵因素。
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