Hibrit bir Cessna 337, Güney Kaliforniya pistinde taksi yapıp başarıyla havalandı. Genellikle adalar arası hava taksisi olarak kullanılan uçağın, burnunda geleneksel bir benzinli motor, arkasında ise bir elektrik motoru bulunuyordu. Elektrik motoru, UA Power Group tarafından tasarlanan deneysel bir silisyum karbür invertör (motor sürücüsü) ile donatılmıştı. Test uçuşu, daha küçük ve daha verimli bir silisyum karbür bazlı motor tahrik sisteminin, hibrit uçaklardaki geleneksel silisyum bazlı sistemin yerini alabileceğini kanıtladı.
Arkansas Üniversitesi'nde Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimleri alanında Seçkin Profesör ve projenin baş araştırmacısı olan Alan Mantooth, bir hibrit elektrikli uçak için bunu yapan ilk üniversite olmanın büyük bir başarı olduğunu ifade etti.
1.000 KAT HIZLI
Transistörler elektrik devrelerinin temelini oluşturur. Günümüzde çoğu transistör, saflaştırılmış kumun ısıtılmasıyla üretilen silikondan üretilmektedir. Ancak bir transistör açılıp kapanma sırasında saniyenin yalnızca bir kesri kadar süren bir enerji kaybı yaşar ve bu da ısı üretir. Silisyum karbürden üretilen transistörler, silisyumdan üretilenlere göre 1000 kat daha hızlı anahtarlama yapabilir. Daha yüksek anahtarlama hızı, transistörü daha verimli hale getirir; bu da indüktörler, transformatörler ve kapasitörler gibi diğer tüm bileşenlerin önemli ölçüde daha küçük ve daha hafif olabileceği anlamına gelir.
Elektrik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimleri Yardımcı Doçenti Chris Farnell, yüzlerce kilo ağırlığında büyük bir motora sahip bir yarış arabası gücünü, avuç içine sığacak bir boyuta indirme potansiyelini vurguladı.
MALİYET DÜŞÜYOR
Üstün performansına rağmen, silisyum karbürün yüksek maliyeti, daha geniş çapta benimsenmesini engellemiştir. Mantooth, silikonun topraktan yapıldığını ve topraktan daha ucuz bir şey olmadığını belirterek maliyet farkına dikkat çekti.
Ancak silisyum karbür üretim maliyeti düşüyor. Silisyum karbür transistörler daha küçük destek bileşenleri gerektirdiğinden, tüm sistemin maliyeti azalıyor. Mantooth, genel sistem ucuzlarsa, Ford ve Toyota gibi otomobil üreticilerinin bu teknolojiyle ilgileneceğini ifade etti. Uçak projesi için UA Power Group, bir akünün doğru akımını (DC) bir motoru çalıştırmak için gereken alternatif akıma (AC) dönüştüren silisyum karbür bazlı bir invertör geliştirdi.
DAHA FAZLA BİLGİ
Silisyum karbür bazlı sistemin küçültülmüş boyutu, özellikle alanın kısıtlı olduğu küçük bir uçakta önemli bir avantaj sağlıyor. Farnell, gereksiz parçalar çıkarıldığında yolculara daha fazla bacak mesafesi sağlanabileceğini belirtti. Ayrıca, silisyum karbür sisteminin daha hafif olması, uçağın kalkış ve seyir sırasında daha az enerji kullanması anlamına geliyor.
Cessna 337'nin başarılı test uçuşu, UA Power Group ekibinin yüksek irtifalarda artan kısmi deşarj ve elektromanyetik girişim gibi zorlukların üstesinden geldiğini kanıtladı. Projenin baş araştırmacısı Mantooth, öğrencilerin bu süreçte hem bilimsel hem de uygulamalı mühendislik çalışmaları yaparak benzersiz bir deneyim kazandıklarını ve harika işler bulduklarını ifade etti.
