利用3D 打印热管理技术帮助开拓零排放航空领域

Conflux 使用增材制造 为氢电垂直起飞飞机生产轻型冷却系统

 


"我们很高兴能与 Conflux 合作，Conflux 在以一级方程式赛车的速度交付方面享有盛誉，其 AS9100D 制造和质量认证对于 Vertiia 成为世界上首架远程载客氢气 VTOL 至关重要。

 

Conflux Technology 与澳大利亚飞机制造商 AMSL Aero 合作，为氢动力垂直起降 (VTOL) 飞机 Vertiia 开发定制冷却解决方案。该冷却解决方案采用了 Conflux 的专利3D 打印 热交换器技术，为这一开创性的零排放飞机的氢燃料电池系统提供了有效、轻质的热管理。

Vertiia 的设计飞行距离可达 1,000 公里（621 英里），突破了电动航空的极限。与受电池容量限制的传统电动飞机不同，Vertiia 使用氢燃料电池发电，不会排放二氧化碳。但是，氢燃料电池产生的能量会产生大量热量，尤其是在起飞和悬停等高能耗机动过程中，这就要求采用全新的方法来设计和制造先进的冷却系统。

挑战

为氢电动飞机设计高性能、紧凑型冷却系统

氢燃料电池为零排放航空提供了巨大优势，是迅速崛起的先进航空机动性市场中的一项突破性创新。对于 Vertiia 来说，燃料电池在起飞、飞行和着陆等关键阶段始终需要保持在精确的温度限制范围内。任何过热都可能影响系统效率或安全。

传统的冷却系统会增加体积和重量，这对于每克都很重要的飞机来说是不可接受的。挑战：创造一种重量轻、结构紧凑、反应灵敏的冷却解决方案，将其无缝集成到飞机紧密受限的几何结构中，并在高动态热负荷下正常工作。

这在垂直飞行过程中至关重要，因为氢燃料电池在垂直飞行过程中会承受高瞬态热负荷和快速温度变化。

AMSL Aero Vertiia 内部效果图。资料来源AMSL Aero

解决方案

增材制造采用 EOS 金属3D 打印 和 Conflux 获得专利的热交换器设计

Conflux Technology 是3D 打印 热系统的全球创新者，利用其在赛车和航空航天领域的经验，为 Vertiia 提供了新一代高性能热交换器。

计算流体动力学（CFD）指导了早期设计过程，模拟了真实飞行条件下的热传递。这些热交换器不仅在性能上进行了优化，而且还能承受垂直起飞和持续飞行时苛刻的热循环和空间限制。

这种方法可实现高效热传导，同时最大限度地减少体积和重量--这对航空业至关重要。它还允许快速迭代：在第一开发阶段，Conflux 根据燃料电池结构的需要，提出了三种新型热交换器概念。

这三种设计都采用了 EOS 激光粉末床熔融（LPBF）系统和 EOS AlSi10Mg 铝材料，生产出一种超紧凑、薄壁、高表面积密度和流体优化内部几何形状的热交换器。

AMSL Aero Vertiia 内饰及座椅效果图。资料来源AMSL Aero

成果

为世界首架远程氢电动 VTOL 飞机设计的轻质高性能冷却系统

AMSL Aero 和 Conflux 之间的合作已经取得了实际成果。在第一阶段，交付了三个热交换器设计，展示了在垂直升降和快速动力转换过程中管理热量的能力。这些组件结构紧凑、效率高，可精确地集成到 Vertiia 的结构中。

该计划现已进入第二阶段：在实际动力总成中进行系统级集成和全尺寸原型测试。这将验证实际条件下的性能，确保燃料电池能在整个飞行过程中保持最佳温度和效率。

Conflux 在该项目的作用标志着在将增材制造 应用于航空航天挑战方面又向前迈进了一步--从推进系统扩展到更广泛的能源管理系统。

"氢燃料电池是澳大利亚追求可持续能源解决方案过程中的一项变革性技术。我们很荣幸能采用我们的热交换技术来提高 Vertiia 氢燃料电池的效率和性能"
Michael Fuller | 首席执行官 | Conflux Technology

 

"我们与 Conflux Technology 的合作是一个很好的例子，说明我们正在通过共同开发的方式，与先进的制造商和开发商合作在澳大利亚建立生态系统。在 Vertiia，我们正在制造一种氢电动飞机，它能以一级方程式赛车的速度飞行破纪录的距离，Conflux 公司在赛车和航空领域有着悠久的创新历史，是我们的最佳合作伙伴。"
Adriano Di Pietro | 首席执行官 | AMSL Aero

Conflux 与 AMSL Aero 合作开发 VTOL 飞机。来源：ConfluxConflux

凭借先进的增材制造 和高性能热管理工程的综合优势，这一合作伙伴关系正在帮助航空业开创一个更清洁、更高效的未来。