Í nýlegri rannsókn hefur UA Power Group þróað drifkerfi fyrir rafknúna flugvél úr silicon carbide, sem gerir flugvélina minni og léttari. Rannsóknin fór fram á Cessna 337, sem er venjulega notaður sem flugtaxi milli eyja, í Suður-Kaliforníu. Flugvél með hefðbundna bensínvél í framhlutanum og rafvél að aftan flaug með nýja silicon carbide inverter sem var hannað af rannsóknarhópnum.
Alan Mantooth, Distinguished Professor í rafmagnsverkfræði við University of Arkansas, sagði: „Við erum fyrsta háskólinn sem framkvæmir þetta fyrir rafknúna flugvél. Þetta er merkilegt fyrir okkur.“ Niðurstöður flugprófsins, sem átti sér stað á árinu 2023, birtust í tímaritinu IEEE Transactions on Power Electronics.
Silicon carbide er þekkt fyrir að vera mun skilvirkara en hefðbundið silicon. Transistorar úr silicon carbide geta skipt um ástand allt að þúsund sinnum hraðar en þeir úr silicon. Hröð skiptihraði þessara transistorar leiðir til minna orkutaps, sem aftur gerir aðra íhluti, eins og spólur og capacitors, minni og léttari.
Chris Farnell, aðstoðarprófessor í rafmagnsverkfræði, útskýrði að þetta sé eins og að skipta út þungum bifreiðarvél fyrir minni vél sem getur veitt sömu afl. „Hugsaðu þér ræsir með 350 hestafla vél sem vegur hundruð punda. Hvað ef ég gæfi þér eitthvað sem passar í lófa þinn?“
Þrátt fyrir betri frammistöðu hefur hærri kostnaður við silicon carbide hamlað frekari notkun þess. Mantooth benti á að silicon sé ódýrt, en kostnaður við framleiðslu á silicon carbide er að minnka. „Ef heildarkostnaður kerfisins lækkar, þá munu stórir bílaframleiðendur, eins og Ford og Toyota, byrja að nota það,“ sagði hann.
Fyrir flugvélar verkefnið byggði UA Power Group inverter sem breytir stöðugri straumi úr rafhlöðu í skiptan straum fyrir vélina. Minni stærð silicon carbide kerfisins er sérstaklega hagkvæm fyrir litlar flugvélar þar sem pláss er takmarkað. „Þú getur fjarlægt íhluti og veitt farþegum meira pláss,“ sagði Farnell.
Auk þess er léttari weight silicon carbide kerfisins þess eðlis að flugvélin notar minna af orku við flug. Flugvélar eru krefjandi fyrir rafmagnsverkfræðinga, þar sem rafkerfin verða að hafa vélrænar stoðir til að þola titring og högg við lendingu. Mantooth benti á að háskólastúdentar fengu einstakt tækifæri til að vinna að raunverulegum verkefnum sem nýttist þeim í atvinnulífinu.
