如果有一天，你坐上飞机去旅行，却听不到发动机的轰鸣声，只有空气的呼啸声？这听起来可能有点不可思议，但是MIT的航空工程师们正在努力实现这个目标。他们设计了一种能够产生1兆瓦（MW）功率的电动机，可以用来驱动更大型的电动飞机，甚至是商用客机。
目前，电动飞机还处于起步阶段，大多数都是小型的短途飞行器，比如Eviation Alice和Heart Aerospace ES-30，它们最多只能搭载30名乘客，飞行距离也不超过500公里。
而且，它们使用的电动机的功率也只有几百千瓦（kW），远远达不到大型飞机所需的水平。要知道，一个普通的喷气式发动机可以产生几万千瓦甚至几十万千瓦的功率。
那么，为什么电动机不能做得更强大呢？原因在于重量。电动机是通过在铜线和钢铁中通电来产生磁场，从而驱动转子旋转的。这些金属材料本身就很重，而且要增加功率就需要增加金属量。
这就导致了电动机的比功率（即功率与重量之比）很低。而在航空领域，重量是一个非常关键的因素，因为每多一公斤重量就意味着更多的能耗和排放。
为了解决这个难题，MIT的Spakovszky教授和他的团队设计了一种新型的电动机结构，它可以在保持高效率和高可靠性的同时，大幅提高比功率。他们在6月份举行的AIAA AVIATION Forum上展示了他们的设计方案。
他们的电动机由一个圆形鼓状的转子和一个圆柱形的定子组成。转子内部表面覆盖了永久磁铁，定子外部表面则有突出的“牙齿”。
当通电时，定子上产生的磁场会推动转子旋转。这种结构与传统的电动机不同，在传统电动机中，定子和转子都有绕组线圈。
这种新型结构有什么优势呢？首先，它减少了铜线和钢铁的用量，从而降低了重量。其次，它增加了转子和定子之间的气隙距离，从而降低了损耗和散热需求。最后，它提高了转速和扭矩密度，从而提高了功率。
据Spakovszky教授介绍，他们的电动机可以达到1 MW的功率，而重量只有57.4公斤，比功率高达17.4 kW/kg。这已经超过了目前最先进的电动机的水平，而且接近于喷气式发动机的水平。他们认为，这种电动机可以用来驱动更大型的电动飞机，甚至是商用客机。
Spakovszky教授说：“大部分的二氧化碳排放是由双通道和单通道飞机产生的，它们需要大量的功率和能量，因此需要兆瓦级的电动机来驱动商用客机。实现这样的电动机是通向更大规模的飞机和功率的关键一步。”
当然，要让电动飞机真正实现商业化，还需要解决其他方面的问题，比如电池的能量密度、充电速度、安全性等。
但是，MIT的这项创新无疑为电动飞机的发展带来了新的希望。也许在不久的将来，我们就能乘坐一架静悄悄的电动飞机，享受更清洁、更安静、更舒适的空中旅行了。
#MIT #电动飞机 #兆瓦级电动机 #航空工程 #环保
