Optimisation du SWaP dans les applications A&D

L'importance de l'espace, du poids et de la puissance dans les applications aérospatiales et de défense

Bien que l'industrie de l'aérospatiale et de la défense soit en constante évolution, une chose reste inchangée : le besoin d'une plus grande puissance, d'une plus grande efficacité et d'une robustesse accrue dans des espaces de plus en plus restreints. C'est là que le concept SWaP entre en jeu. SWaP, ou Space, Weight, and Power, décrit trois facteurs critiques qui doivent être pris en compte lors de la conception et de la mise en œuvre de solutions de mouvement miniatures dans les applications A&D. Voyons pourquoi SWaP est essentiel dans le secteur de l'A&D et comment il influe sur divers aspects de l'industrie.

L'impact du SWaP sur les performances du système

La SWaP se concentre sur un ensemble de facteurs critiques pris en compte lors de la conception, du développement et de la mise en œuvre des systèmes aérospatiaux. Voici une analyse de chaque composante du SWaP :

L'espace. L'espace fait référence à l'empreinte physique ou aux dimensions occupées par le moteur. Dans les applications A&D, les ingénieurs s'efforcent de minimiser la taille des composants afin de garantir une intégration efficace des systèmes dans des plates-formes à l'espace limité. Cela permet de libérer de l'espace pour des fonctionnalités et des charges utiles supplémentaires, d'améliorer la mobilité et la manœuvrabilité.

Le poids. Le poids est la masse d'un système aérospatial. Comme les applications A&D fonctionnent souvent dans des environnements exigeants, le poids devient une considération critique pour la solution de mouvement. La réduction du poids est essentielle pour améliorer la mobilité, le rendement énergétique et la capacité de charge utile, tandis que des composants plus légers contribuent à améliorer la mobilité et à faciliter le transport.

La puissance. La puissance englobe les besoins en énergie du système, l'accent étant mis sur l'optimisation des besoins en énergie afin d'assurer un fonctionnement durable. L'optimisation de l'efficacité énergétique permet d'allonger la durée des missions et de réduire les besoins logistiques.

Le rôle des solutions de mouvement dans le SWaP

La première considération pour une solution de mouvement utilisée dans une application A&D est d'augmenter sa densité de puissance/améliorer sa puissance de sortie par rapport à sa taille et à son poids. Plusieurs techniques et technologies différentes peuvent être utilisées pour atteindre cet objectif :

Matériaux avancés. L'utilisation de matériaux de haute performance dotés de propriétés électromagnétiques supérieures peut considérablement augmenter la densité de puissance. Les matériaux tels que les aimants néodyme de haute qualité à base de terres rares et les laminages avancés sont deux éléments clés à prendre en considération.

Facteur de remplissage élevé. L'augmentation du facteur de remplissage consiste à maximiser l'espace occupé par l'enroulement de cuivre dans les fentes de la bobine ou du stator. Cela permet d'augmenter le nombre de tours de cuivre et d'obtenir un couple plus élevé, ce qui accroît la densité de puissance du moteur.

La ligne de produits BLDC à fentes de Portescap utilise un processus de fabrication semi-automatisé pour maximiser le facteur de remplissage du cuivre dans notre conception de stator. Cette technique maximise la densité de puissance et réduit l'empreinte globale requise pour répondre aux exigences de l'application.

Configuration du bobinage. La configuration du bobinage fait référence à la façon dont les bobines du stator du moteur sont disposées et connectées. En choisissant soigneusement et en optimisant la configuration du bobinage, les concepteurs de moteurs peuvent améliorer l'efficacité, le couple de sortie et la performance globale d'un moteur CC sans balais.

La bobine en U Ultra ECTM de Portescap utilise des spires droites en cuivre pour maximiser l'efficacité du champ magnétique, avec des têtes de bobine parfaitement intégrées dans la conception compacte du moteur. Grâce aux pertes minimales de joule et de fer, une puissance maximale est disponible pour atteindre les caractéristiques de performance spécifiques de l'application dans la taille de châssis requise. Des pertes minimales signifient également un meilleur rendement et un fonctionnement plus froid.

Cette conception unique de la bobine permet aux moteurs bipolaires de fournir un couple 30 % supérieur à celui d'un moteur de même taille utilisant une conception de bobine conventionnelle avec des pertes en fer nettement inférieures.

Géométrie optimale. L'optimisation de la conception mécanique du moteur, comme les dimensions du rotor et du stator et la disposition des pôles, peut améliorer les trajectoires du flux magnétique et réduire les pertes magnétiques, ce qui contribue à augmenter la densité de puissance et le rendement.

L'optimisation du SWaP est un aspect fondamental des applications aérospatiales et de défense, avec des implications considérables pour les capacités de mission et l'efficacité. En se concentrant sur ces considérations, les ingénieurs aérospatiaux peuvent relever les défis des environnements à ressources limitées, stimuler les avancées technologiques et gagner un avantage concurrentiel, pour finalement fournir des solutions prêtes pour l'avenir. Contactez Portescap ici - nous serons heureux de collaborer à votre application A&D.