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항토토 사이트 전기 및 하이브리드 전기 추진의 기술 개발

Seki Naoki, Hiruma Atsushi, Kobayashi Toshikazu

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Seki Naoki, Group Control 기술 부서, 기술 개발 센터, 항공, 공간 및 방어 비즈니스 영역
Hiruma Atsushi, 수석 조사관, 제어 기술 부서, 기술 개발 센터, 항공, 우주 및 방어 비즈니스 영역
Kobayashi Toshikazu, Control Technology, 기술 개발 센터, 항공, 우주 및 방어 비즈니스 영역의 수석 조사관

2050 년 항공 운송의 탈탄화를 달성하려면 항공 산업은 모든 옵션을 추구해야하며보다 에너지 효율적인 시스템의 도입이 필수적입니다. 이러한 방법 중 하나는 항토토 사이트의 전기화이며, IHI는 국가 연구 개발 기관, NEDO (National Research and Industrial and Industrial Gectical Development Organization)와 계약을 맺고 있으며, 경제, 무역 산업부가 만든 녹색 혁신 펀드 프로젝트로, 하이브리드 전기 추진 및 항토토 사이트 시스템의 연구 및 개발을 수행합니다. 이 기사는 IHI에서 항토토 사이트 전기 시스템 개발의 개념, 예상 효과, 기술 문제 및 IHI의 강점, 고열 및 고속 회전 기계 기술을 활용하는 기술 개발 노력에 대해 설명합니다.

2050 년 항공 운송의 탈탄화를 달성하기 위해 항공 산업은 모든 옵션을 추구해야하며 항공 운송에보다 에너지 효율적인 시스템을 도입해야합니다. 시스템 효율성을 향상시키는 한 가지 방법은 항토토 사이트의 전기화입니다. IHI는 하이브리드 전기 추진 및 항토토 사이트 시스템 전기화를 적용하여 에너지 효율을 향상시키기 위해 Nedo Green Innovation Fund 프로그램의 계약에 따라 연구 개발 활동을 수행하고 있습니다. 이 논문에서는 IHI의 항토토 사이트 전기 화 시스템 개발을위한 개념, 예상 혜택, 기술 문제 및 기술 개발 노력으로, 고열 저항 기술과 고속 회전 기계 기술에서 IHI의 강점을 활용할 것입니다.


1. 항공 운송의 탈탄 벤화 및 그 응답

제 41 차 국제 민간 항토토 사이트구 (ICAO) 총회에서, 2050 년 항공 운송의 장기 항공 (LTAG)의 장기 목표 목표가 전 세계 서약이되었습니다. 주요 방법은 SAF (Sustainable Aviation Fuel)를 사용하는 것이며 일부는 수소 연료를 사용하기 위해 채택되었습니다. 어쨌든, 항공 수송의 탈탄화의 핵심은 탄소를 방출하지 않는 대체 연료로의 전환이라고 믿어집니다.

대체 연료 또는 배터리, 이산화탄소 (CO2) 배출량을 거의 0으로 줄일 수있는 방법이 없기 때문에 이것은 논리적 인 결과입니다. 불행히도 대체 연료는 한 가지 크기에 맞는 솔루션이 아닙니다. ICAO 총회에서 발표 된 LTAG 보고서는 대체 연료를 가진 CO가 제공된다고 밝혔다.2제조 및 운송 공정을 포함한 수명주기를 살펴보면 바이오 매스 및 폐기물에서 파생 된 SAF는 약 75%만 감소합니다( 1 ). 수소 연료는 수명주기에서도 약 94% 감소 될 것으로 예상됩니다.( 1 ). 그러나 수소 연료의 체적 에너지 밀도가 낮기 때문에 수소 연료가 가해지면 연료 탱크가 커져 현재와 동일한 범위를 보장하기가 어렵습니다. 따라서 수소 항토토 사이트는 비교적 단거리 항토토 사이트에만 도입 될 것으로 예상됩니다.( 2 )

이러한 이유로 인해 대체 연료의 적용 외에도 항토토 사이트의 연료 효율 향상이 계속 중요하며 항토토 사이트 크기에 관계없이 다양한 항토토 사이트에 적용될 수있는 기술 개발이 필요합니다. LTAG 보고서에서는 시나리오에 따라 다르지만 기술은 2020 년에 비해 연료 효율을 약 20% 향상시킬 것으로 예상됩니다. 하이브리드 전기 추진을 포함한 항토토 사이트 시스템의 전기화는이와 일치하는 기술이며, IHI는 10 년 이상이 연구와 개발에 대해 노력해 왔습니다.

연구 및 개발시 적절한 개발 목표를 설정하는 것이 중요합니다. IHI는 차세대 항토토 사이트의 차세대 출시시기와 각 항토토 사이트 부문의 CO2 배출 비율을 기반으로 한 단일 통로 항토토 사이트라고하는 승객 실을 갖는 단일 중소기류 승객 항토토 사이트의 기술 대상을 개발하고 있습니다. 단일 공개 항토토 사이트를 담당하는이 부문은 항공 여객 수송으로 인한 CO2 배출량의 약 50%를 차지합니다.( 3 ), 여기에 적용 할 수있는 기술 개발은 2050 년 항공 운송의 탈탄화를 위해 중요합니다.

2. 항토토 사이트 전기 화에 대한 IHI의 개요

2.1 전기 화를위한 적용 가능한 방법

전기 화를 적용하는 방법에는 여러 가지가 있지만 단일 통로 항토토 사이트가 운반 할 2,000km 이상 및 150 명의 승객 범위를 고려할 때 현재 전기 화 기술에 적용 할 수있는 것은 결합 시스템과 하이브리드 전기 추진의 조합입니다. 전형적인 승객 항토토 사이트가 날아가는 10,000m 이상의 고도에서 토토 사이트 중에는 감압 환경으로 인해 배출 현상이 발생할 수 있으며 항토토 사이트에 적용되는 전압은 현재 ± 270 VDC로 제한됩니다. 앞으로 800 VDC (± 400 VDC)의 적용은 자동차에서 점점 더 많이 만들어지고 있으며, 현재 상태보다 두 배나 높은 1,080 VDC (± 540 VDC)가 논의되고 있지만 2030 년대 항토토 사이트에서 1,080 VDC 이상의 전압을 적용하기는 어렵습니다. 전압 제약은 출력 크기에 대한 제약 조건이되고 차세대 회사와 기관이 개발하는 모터의 용량은 일반적으로 1MW로 제한됩니다.

단일 통과 항토토 사이트의 전력 출력은 2 개의 엔진이 장착 된 항토토 사이트의 경우, 엔진 당 약 20MW, 크루징시 5MW입니다. 1MW 급 전기 모터가 결합 되더라도 전력의 대부분을 전기를 제공하기가 어렵고 전력 속도는 낮습니다. 전기 속도가 높은 하이브리드 전기 추진의 경우 배터리 또는 연료 전지의 전력은 많은 추진력을 차지하며 직접 전기 에너지 입력을 사용하여 연료 소비를 줄일 수 있습니다. 한편, 하이브리드 전기 추진이 낮은 전기 속도를 가질 때, 열 엔진 인 엔진의 효율을 향상시키고, 높은 출력에서 ​​하중을 줄이고 유지 보수 비용을 줄임으로써 연소기 및 터빈과 같은 고온 성분의 수명을 연장하는 것입니다.

단일 통과 항토토 사이트에 사용되는 터보 팬 엔진은 유휴 작업 중에 열 효율이 낮지 만 여행 할 때 (세금) 또는 지상에서 내려 오는 경우 비교적 오랜 시간 동안 유휴 상태입니다. 전기 모터가 엔진의 팬 드라이브 샤프트 인 저압 샤프트에 연결되면 엔진을지면에서 멈출 수 있고 발전 팬 세금으로 연료 소비를 줄일 수있어 배터리와 같은 매우 효율적인 보조 전원으로 팬을 유도합니다. 비행 중에는 하강시와 같이 유휴 작동 중에도 엔진을 중지 할 수는 없지만 보조 전원 공급 장치의 전기 에너지로 엔진을 지원하고 전원 (두 가지 모두와 결합)을 통해 엔진 내부의 에너지 분포를 최적화함으로써 연료 소비를 줄일 수 있습니다. 이륙 작업 중에 엔진이 최대 전력 출력에있을 때, 이륙 어시스트는 보조 전원의 전기 에너지를 갖춘 엔진을 지원하고 배기 온도를 줄이며 엔진 수명을 연장하며 유지 보수 비용을 줄입니다. 이들은 또한 전기 속도가 낮은 하이브리드 전기 추진에도 효과적 일 수 있습니다.

배터리 적용과 관련하여 100 석 미만의 항토토 사이트와 90 분 미만의 항토토 사이트의 배터리에서 기술 혁신을 가정하면 전기 추진을 통해 주요 추진력의 일부 또는 전부를 수행 할 수 있다고합니다.( 4 ). 범위 측면에서는 1,000km 미만이지만 배터리 무게가 항토토 사이트에 장착 될 수있는 무게를 초과하기 때문에 달성하기 어려운 비행 시간과 범위입니다. 혼성화가 발생하더라도 배터리 무게가 바뀌지 않으며 배터리가 단일 패스 항토토 사이트 클래스로 간주되면 배터리는 주요 추진의 에너지 원으로 적합하지 않습니다.

2.2 IHI의 항토토 사이트 전기 개념

이 이전 연구에 따르면 항토토 사이트의 다음과 같은 개념이 확립되었습니다.

  • 항토토 사이트 시스템의 전기화와 하이브리드 전기 추진력이 낮은 전기화 속도와 결합
  • 하이브리드 전기 추진의 경우 유휴 보조, 전기 판타 탁 및 이륙 지원을 고려
  • 기존의 터빈 아포보다 더 효율적인 연료 전지 APU의 적용을 고려
  • 리튬 이온 2 차 배터리는 추진 또는 동체 시스템 전원 공급 장치의 1 차 에너지 원으로 적용되지 않지만 안전 요구 사항 만족도 또는 단기 출력 레벨링 목적으로만 시스템 설계에만 적용됩니다.
  • 기본적으로 전기 시스템을 냉각시키기 위해 토토 사이트 냉각 시스템과 토토 사이트를 통한 열 회수와 엔진 사이의 열 커플 링을 고려하는 열/토토 사이트 관리 시스템

IHI의 항토토 사이트 전기 개념그림 1, 하이브리드 전기 추진 개념그림 2에 표시됩니다. 현재이 항토토 사이트 전기화 개념을 기반으로 기술을 개발하고 시스템 수준에서 시연하기 위해이 회사는 현재 새로운 에너지 및 산업 기술 개발 조직 (NEDO)과 계약을 맺고 있으며,이 항토토 사이트 전자 개념을 기반으로하는 기술 개발을 목표로 Green Innovation Fund Project/차세대 항토토 사이트 개발 프로젝트 "에 따라 NEDO (New Energy and Industrial and Industric Development Organization)를 수행하고 있습니다. 이 프로젝트에서는 전기화 개념 (MW 등급 전기 모터 및 고전력 전기 터보 마커스 개발)에서 핵심 기술을 개발하고 시스템 수준에서 데모 테스트를 수행 할 것입니다. 제품 개발 직전에 필요한 기술 성숙도 수준의 기술 성숙도 수준의 기술 성숙도 6 (시스템 수준 데모, TRL6)을 달성하기 위해 개발이 진행되고 있습니다. 이 연구 개발에 대한 자세한 내용은5 장|.

토토 사이트
첫 번째 그림IHI의 항토토 사이트 전기 개념
그림. 1IHI의 항토토 사이트 전기 개념
토토 사이트
2nd 그림IHI의 하이브리드 전기 추진 개념
그림. 2IHI의 하이브리드 전기 추진 개념

2.3 예상 효과

2.2 섹션11364_114862.2 섹션에 설명 된 것으로 가정되었다 적용되었습니다. 또한, 현재 제트 연료는 연료로 적용될 것이며, 수소는 APU 연료로 장착 될 것이라고 가정했다. 현재이 회사는 하이브리드 전기 추진의 결과로 CO2 배출량을 약 5%, 전기 전력 항토토 사이트 시스템 (주로 열 및 토토 사이트 관리 시스템)의 결과로 총 5%로 감소시킬 것으로 예상되었습니다.

여기서 중요한 것은 이러한 효과가 각 장치만으로는 매우 제한된 방식으로 만 얻을 수 있다는 사실입니다. 전력 시스템 장비는 지난 20 년 동안 단위 중량 당 출력 (이하 전력 밀도라고 함)이 극적으로 발전했지만 항토토 사이트 설치를 고려할 때 그 어느 때보 다 무겁게 남아 있습니다. 전력 구동 시스템이 발전에서 분배, 에너지 저장 및 부하 측의 모터 드라이브에 이르기까지 한 가지 목적으로 설치되면 거의 모든 사용 사례에서 전력 시스템 장비의 중량 증가로 인한 연료 소비의 증가는 전력 시스템 장비를 설치하고 사용하여 연료 소비를 줄이는 효과를 소비합니다. 그러나, 작동 중에 다른 사용 단계를 갖는 다양한 전기화 방법 및 장비를 결합하여 전원 공급 장치 시스템을 결합 할 수 있다면, 체중 증가를 최소화 할 수있다. 항토토 사이트 전기화 분야에서는 시스템 통합의 어려움에 도전해야합니다.

3. 기술 과제 및 개발 지점

3.1 고열 내성 모터의 기술 개발

고고도 감압 환경에 노출 된 항토토 사이트에서 적용 가능한 전압은 방전과 관련된 현상에 의해 크게 제한됩니다. 특히, 전기 모터의 부분 방전 저항은 문제이며 2030 년대에도 인버터에 대한 공급 전압 (DC 링크 전압)에 따라 적용된 전압은 ± 540V 미만으로 유지 될 것으로 예상됩니다. 전압 제약으로 인해 위에서 언급 한 항토토 사이트 전류를지지하는 1 MW 클래스 모터는 1,000A 이상의 전류가 필요하므로 큰 손실이 발생합니다. 또한 항토토 사이트에 장착되는 것을 목표로하는 높은 전력 밀도의 결과로 손실 밀도도 증가하여 모터 내부에서 매우 뜨겁습니다. 또한, 전기 모터의 높은 내열 저항은 엔진 시스템과 고전력 모터의 시스템을 통합하는 엔진 장착 발전기의 개념을 달성하는 데 중요합니다. 내장 엔진을 갖춘 열 저항성 모터를 실현하려면 고급 냉각 기술과 고열 저항성 재료의 적용이 필요합니다. 우리는 현재 항공 엔진 개발에서 전기 모터에 재배 된 고급 냉각 기술을 적용하고 있으며, 300 ° C의 내열 온도를 갖는 절연 코팅을 사용하는 전기 모터를 개발하고 있으며, 이는 180 ° C의 내열 온도보다 상당히 높으며, 이는 전통적인 모터 권선에 적용됩니다.

3.2 가스 베어링을위한 초고속 모터의 기술 개발

항토토 사이트 시스템의 높은 효율을 고려할 때, 압력, 에어컨 및 얼음 예방과 같은 압축 토토 사이트를 사용하는 토토 사이트 시스템의 효율성을 높이고, 이는 많은 양의 에너지를 소비하고 전력 장비 증가로 인해 항토토 사이트의 열 부하 증가에 대응하는 열 관리 시스템의 효율을 향상시키고 향상시키는 것이 필수적입니다. 열 관리 시스템은 종종 보조 시스템으로 간주되며 일반적인 아이디어는 장비가 주 시스템의 필요한 기능을 충족시키기 위해 처음 설계된 다음 냉각되었다는 것입니다. 결과적으로, 많은 경우에, 패치 워크를 개조 할 때와 같이 쿨러가 적용되었습니다. IHI 토토 사이트 전자화 개념에서 이러한 기후를 다루는 대신 토토 사이트 공간의 한계가 먼저 확장되고 항토토 사이트 내의 모든 장비는 에어 쿨링으로 통합됩니다. 열 및 토토 사이트 관리 시스템의 개념이 확립되었으며, 이로 인해 모든 배기 열이 가압 된 객실 토토 사이트에서 배기 가스로부터 수집되고 터빈에 의한 에너지 회복을 결합하여 항토토 사이트 내부의 열과 토토 사이트를 통합 된 방식으로 관리합니다. 이 중심에는 전기 모터 제어 및 변형 전력 변환기 (전력 전자 장치)를위한 토토 사이트 공냉 시스템과 에너지 회복과 전기 터보 압축기 및 연료를 사용하여 토토 사이트 전원 열을 냉각시키고 가전의 배기 열을 엔진으로 운반하는 연료 배기 열 냉동 시스템이 있습니다. 두 시스템 모두 토토 사이트 압축을 사용하며 항토토 사이트 설치에 필요한 소형화를 달성하기 위해 가스 베어링이있는 초고속 모터가 핵심 기술입니다. 가스 베어링에서, 샤프트는 토토 사이트 막에 의해 유지되기 때문에 베어링 하중은 원칙적으로 낮으며, 압력 환경에서 감소하면 베어링 하중이 더 줄어 듭니다. 따라서, 모터의 전력 출력을 증가시킬 때, 로터 중량을 줄이는 것이 필수적이며, 기본 전략은 다극성, 속도 회전을 증가시켜 전기적으로 초 고속 회전을 증가시키는 것이 중요합니다.

3.3 시스템 수준 기술 개발

항토토 사이트 전기화에서 예상되는 효과를 완전히 누리려면 부품 수준 및 장비 개별 수준에서 기술 개발을 개발하고 시스템 수준을 올바르게 설계하고 검증하는 것이 매우 중요합니다.2.3전형적인 1- 비행 패턴을 기반으로 계산되었지만 전기 화의 영향은지면 작업을 포함한 작동 패턴에 크게 영향을받으며 최적 시스템 구성은 유지 보수 및 고장 응답을 포함하여 작동 시나리오에 따라 다를 것으로 가정합니다. 또한, 고전력 전기 화 시스템은 아직 항토토 사이트에 적용되지 않았으며 안전을 보장하기 위해 새로운 보호 시스템이 필요하며, 이는 시스템 체중에 큰 영향을 미칩니다. 안전을 보장하고 추가 체중을 줄이려면 실패 시나리오를 고려한 테스트 및 데모를 수행하는 것이 중요합니다. 이러한 문제에 대응하는 테스트 장비의 유지 보수는 기술 개발의 강조 중 하나입니다.

4. NEDO위원회 비즈니스의 이전 기술 개발 및 나머지 기술 문제

IHI는 NEDOS에서 3 개의 위탁 프로젝트를 구현하고 기술 개발 작업을 수행했습니다. 이것에 대한 개요는 아래에 설명되어 있습니다.

4.1 고급 항토토 사이트 시스템 실용 프로젝트/차세대 엔진 전기 시스템 연구 및 개발

2016 년에서 2020 년 사이에 수행 된이 연구 및 개발에서 250kW 내장 엔진 모터는 고열 저항성 기술을 사용하여 개발되었으며, 냉각 부품 테스트 및 냉각 구조 및 열 방지 절연 코팅을위한 단일 단위 전기 모터 테스트를 사용하여 개념 검증이 완료되었습니다. 250kW 엔진 내장 전기 모터그림 3에 표시됩니다. 또한, 열 교환기 요소는 열 및 토토 사이트 관리 시스템의 연료 배기 열을 테스트하고, 동체와 엔진 사이의 연료를 통한 열 통합 개념 검증 및 전력 변환기의 토토 사이트 냉각의 요소 테스트 검증. 원소 테스트에 적용되는 전력 전자 토토 사이트 냉각 시스템그림 4에 표시됩니다.

4.2 NEDO 주요 연구 프로그램/새로운 에너지 및 환경 기술 주요 연구 프로그램/혁신적인 하이브리드 비행 시스템의 연구 및 개발

2018 년에서 2020 년 사이에 수행 된이 연구 및 개발에서 내장 엔진이있는 전기 모터의 건설을 설립하는 것이 조사되었으며, 2mW의 한계가있는 테일 콘에 내장 엔진이있는 엔진을 설치할 수 있음을 확인했습니다. 또한, 열 및 토토 사이트 관리 시스템의 에너지 회복 개념이 검증되었고, 시뮬레이터는 에너지 회복 및 연료 냉각과 함께 MW 급 하이브리드 전기 추진을 고려한 토토 사이트 냉각 시스템에서 열 관리의 확립을 확인했습니다.

4.3 고급 항토토 사이트 시스템 실용 프로젝트/차세대 전기 추진 시스템 연구 및 전기 하이브리드 시스템

2020 년에서 2024 년 사이에 수행 된이 연구 및 개발에서 고열 저항 기술을 적용하는 MW 클래스 엔진 내장 전기 모터가 개발되었습니다. 기본 설계로서 2MW 출력 생성기를 기반으로, 1 MW 출력을 갖는 프로토 타입을 샤프트 길이로 반으로 제조하고 성능을 확인하기 위해 구성 요소 테스트를 수행하고, 운영 테스트는 전력 시스템의 실제 작동 패턴에 따라 수행되었으며, 이는 하이브리드 전기 추진을위한 전력 제어의 안정성에 대한 시험 및 평가가 수행되었다. 이것은 최대 2 MW의 출력을 다루는 발전기 설계의 유효성을 확인했습니다. MW 클래스 엔진 내장 전기 모터그림 5에 표시됩니다. 또한, 열 및 토토 사이트 관리 시스템의 개념 검증으로서, 10,000m가 넘는 고도에서 비행하는 항토토 사이트 내부와 외부의 온도와 압력을 재현하는 고도의 시뮬레이션 에어컨 테스트 장치가 제조되었으며, 터빈은 압축기의 구동력에 비해 에너지의 40% 이상을 회수 할 수 있음을 확인했습니다. 전기 터보 압축기 자체는 자동차의 터보 차저 기술을 기반으로 로터의 무게를 더욱 줄이고 가스 베어링의 하중 용량을 증가시켰다. 세계 최대 70kW 전기 터보 압축기는 세계에서 제조되었으며 연료 전지 토토 사이트 공급 시스템을 테스트하여 성능을 확인했습니다. 70 kW 클래스 전기 터보 압축기그림 6에 표시됩니다. 또한, 항토토 사이트 전력 컨버터를 냉각 목표로 가정하기 위해 에어 냉각 시스템 테스트를 수행하고 극도의 열 환경에서도 충분한 냉각 성능을 가지고 있음을 확인했습니다.

이 세 가지 프로그램을 통해 IHI가 제안한 하이브리드 전기 추진을 포함한 항토토 사이트 시스템의 개념 검증이 일반적으로 완료되었으며,이를 지원하는 원소 기술의 테스트 검증도 완료되었습니다. 반면에 다음과 같은 기술적 문제는 여전히 남아 있습니다.

  • 테스트 장비의 제한으로 인해 전원 시스템과 발전기 단독에 대해 1MW 본격적 데모가 수행되지 않았습니다.
  • 테스트 장비의 제한으로 인해 열 및 토토 사이트 관리 시스템의 전체 스케일 데모가 수행되지 않았습니다
  • 다양한 개선 조치를 축적 한 전기 시스템에 대해 통합 시스템 데모 테스트가 수행되지 않았습니다
  • 시스템 및 구성 요소에 대한 환경 저항 및 내구성의 시연

이러한 기술적 문제를 해결하고 실제 장비 설치로 이어지기 위해 다음 프로젝트는 Green Innovation Fund 프로젝트 (이하 GI 펀드 프로젝트라고 함)로 시작되었습니다.

5. GI Fund Business의 전기화 기술 개발

5.1 GI 펀드 프로젝트의 개요 및 전기화 기술 개발

경제 무역 및 산업부는 2050 년 탄소 중립 목표에서 NEDO의 2020 회계 연도 3 차 보충 예산에 2 조의 엔 녹색 혁신 기금을 창설했습니다. 이 펀드는 10 년 동안 연구 개발, 시연 및 사회 구현에 대한 지속적인 지원을 받았으며, 이러한 목표 달성 노력에 대한 특정 목표와 노력을 표현하는 회사를 대상으로 한 구현 계획이 녹색 성장 전략에서 공식화되는 주요 영역 중 "경제 및 환경의 선한주기"를 창출하는 산업 정책은 특히 사회적 구현에 대한 시선을 기울여야하는 산업 정책을 만들어냅니다. 이러한 항목 중 하나는 2024 년 4 월에 전력 제어 및 전력 제어 및 전력 제어 및 전력 관리 및 토토 사이트 관리 시스템의 전력 관리 시스템 및 전력 관리 시스템 및 전력 관리 기술 / 개발의 차세대 항토토 사이트 / 개발의 Green Innovation Fund 프로젝트 / 개발 "입니다. IHI는 주 계약자로 의뢰되었으며 연구 및 개발을 수행하고 있습니다. 이 연구 개발의 개발 항목그림 7및 내용은 아래에 설명되어 있습니다.

그림 7"Green Innovation Fund 프로젝트/차세대 항토토 사이트/전기 제어의 개발, 열 및 항공 관리 시스템 및 전기 관리 속도 개선/
"전력 제어 및 열 및 토토 사이트 관리 시스템의 전자 개발"( 9 )
그림. 7GI 펀드 프로젝트의 기술 개발 항목“전력 제어 및 열 및 토토 사이트 관리 시스템 기술 개발”( 9 )

GI Fund 프로젝트에서 주요 구성 요소 수준 기술 개발 및 시스템 수준 기술 데모가 모두 수행됩니다. 주요 구성 요소 수준 기술 개발의 경우 하이브리드 전기 추진에 적용될 수있는 MW 클래스 생성기와 열 및 토토 사이트 관리 시스템에 적용 할 수있는 고출력 전기 터보 기계 및 연료 전지 토토 사이트 공급 시스템이 주요 개발 목표로 선택 될 것이며, 성능을 확인할뿐만 아니라 환경 저항 및 내구성에 대해 테스트 및 확인됩니다. 또한이 계획은 이러한 시스템을 사용하여 전력 제어 시스템 및 열 및 토토 사이트 관리 시스템을위한 본격적인 시스템을 시연하고 2030 회계 연도까지 이러한 시스템을 결합하는 시스템 데모를 구현하는 것입니다.

또한 GI 펀드 프로젝트에서는 기술 개발뿐만 아니라이를 지원하는 장비 유지 보수에 대한 지원을받을 계획입니다. 테스트 장비를 도입 할 때 경제 무역 및 산업부는 항토토 사이트 산업 전략과 함께 인프라 소개의 미래 방향에 대해 토론하고 있으며이 논의에 따라 본격적인 데모 인프라를 도입 할 계획입니다. 설치를위한 후보 사이트에는 국립 대학교 코퍼레이션 인 Akita University 및 공립 대학 법인 인 Akita Prefectural University가 공동으로 운영하는 Electric Systems Joint Research Center가 포함되며 두 대학교는이 문제를 조사하기 위해 협력하고 있습니다.그림 8전기 시스템 공동 연구 센터의 새로운 세대 모터 특성 평가 실험실을 보여줍니다.

그림 8Akita Electric Systems Joint Research Center 새로운 세대 운동 특성 평가 실험실
그림. 8Akita University 및 Akita Prefture University와 협력하여 시스템 테스트 기능 개발

GI Fund 프로젝트의 또 다른 주요 기둥은 표준화입니다. 표준화는 일본 항토토 사이트 및 시스템 개발에 충분하지 않다는 사실을 반영하여 지금까지 새로운 기술을 구현하고 일본 항토토 사이트 산업의 경쟁력을 강화하기 위해 표준화를 촉진하는 것이 포함됩니다. 표준화 활동과 관련하여, 국제 표준화 전략을 공식화하고 새로운 기술 공공-민간 협의회에서 국내 상담 조직을 설립하기위한 준비가 진행되고 있으며, 경제 무역 및 산업부가 공동 후원하고 토지, 인프라, 관광 항공국, 표준화 활동은이 활동과 관련된 방식으로 발행 될 것입니다.

이러한 활동을 통해, 우리는 TRL6을 전력 제어 시스템 및 열 및 토토 사이트 관리 시스템으로 달성하고, 다양한 국가에 발표 된 기술 개발 로드맵과 같은 방식으로 개발을 계속함으로써 기술을 차세대 기계로 도입 할 계획입니다.

5.2 예상 미래 비전

IHI가 지금까지 달성하고자하는 항토토 사이트 전기 화 시스템의 이미지는 현재 항토토 사이트 모양을 크게 변화시키지 않는 점근 개선만을 보여줍니다. 그러나 이것이 미래의 항토토 사이트 형태를 나타내지 않는다는 점에 유의해야합니다. 항토토 사이트 형태에 관계없이 전기화 기술을 적용 할 수 있으며, 점근 ​​개선에서부터 수소 전기 추진과 같은 혁신적인 항토토 사이트에 이르기까지 광범위한 응용 분야에 적응할 수있는 기술입니다. 모든 형태의 항토토 사이트의 경우, 전기 화는 이에 기초한 중요한 기술이며, 미래의 항토토 사이트의 필수 기초 기술이 될 것으로 예상됩니다. IHI의 경우, 우리는 일본 기술을 사용하는 전기 시스템이 전 세계 비행 항토토 사이트에 널리 적용되고 설치되도록이를 실현하기 위해 연구 및 개발을 계속 수행 할 것입니다.

6. 결론

2050 년까지 항공 운송의 탈탄화를 달성하려면 연료 소비를 줄이기위한 모든 옵션을 추구해야합니다. 전기는 가장 강력한 수단 중 하나이며, IHI와 열/토토 사이트 관리 시스템이 제안한 연료 전지 보조 전원을 포함한 하이브리드 전기 추진의 조합이 연료 효율을 5%향상시키는 효과가 있음을 분석적으로 확인했습니다. 이러한 구성 기술 요소와 관련하여, IHI의 강점, 가스 베어링에 적용되는 고열 방지 모터 기술 및 초고속 모터 기술이 적용되었으며, 성능 평가는 테스트를 통해 완료되었습니다. NEDO의 GI Fund 프로젝트를 통해 IHI는 위 시스템의 기술 구성 요소를 개발하고 시스템 수준에서 기술을 시연하기 위해 노력하고 있습니다. 이 회사는 시스템 수준에서 TRL6을 달성하기 위해 기술 개발을 시작하고 있으며 2030 년대에 운영을 시작할 것으로 예상되는 차세대 단일 패스 항토토 사이트의 소셜 구현을 계속 구현할 것입니다.

- 사과 -
이 기사의 결과 중 일부는 NEDO (National Research and Industry and Industrial Gectical Development Organization) JPNP15005의 국립 연구 개발 기관의 아웃소싱 작업으로 얻었습니다.

참조

(1) 항공 환경 보호에 관한 ICAO위원회 : 국제 민간 항공 배출 감소를위한 장기 흡인 목표 (LTAG)의 타당성에 대한보고, (2022 년 3 월)

(2) Royal Netherlands Aerospace Center (NLR) 및 SEO Amsterdam Economics : Destination 2050 - Net Zero European Aviation으로가는 경로, (2021. 2)

(3) B. Graver, D. Rutherford 및 S. Zheng : 상업 항공의 CO₂ 배출 : 2013, 2018 및 2019, International Council on Clean Transportation, (2020), p. 6

(4) 항공 운송 활동 그룹 : Waypoint 2050 Second Edition : 2021 년 9 월, p. 46

(5) Ihi Co., Ltd. : 보도 자료 "보도 자료"제트 엔진 뒤에 설치할 수있는 엔진 장착 모터의 세계 최초 개발 - 전체 항토토 사이트 시스템의 에너지 관리를 최적화하기 위해 CO2를 줄이기 위해 "/all_news/2019/aeroengine_space_defense/1196481_1594.html, (참조 2024.8.30)

(6) Ihi Co., Ltd. : 보도 자료 "100kW 클래스 고급 전력 전력 전자 장치의 세계 최초의 성공적인 공중 냉각 항토토 사이트-깨끗한 항공 냉각 기술로 전력 전자 제품의 적용 분야를 확장하기 위해"/all_news/2020/aeroengine_space_defense/1196478_1607.html, (참조 2024.8.30)

(7) Ihi Co., Ltd. : 보도 자료 "메가 와트 급 항토토 사이트 제트 엔진 뒤에 장착 할 수있는 세계 최초의 전기 모터 개발 - CO2를 줄이기 위해 전체 항토토 사이트 시스템의 에너지 관리를 최적화하기 위해"/all_news/2023/aeroengine_space_defense/1200551_3544.html, (참조 2024.8.30)

(8) Ihi Co., Ltd. : 보도 자료 "가벼운, 소규모 및 세계적 수준의 전기 터보 압축기 개발 - 원래 토토 사이트 베어링을 개발하여 항토토 사이트 용 연료 전지 추진 시스템을 달성합니다."/all_news/2023/technology/1199829_3546.html, (참조 2024.8.30)

(9) National Research and Development Corporation 새로운 에너지 및 산업 기술 개발 조직 : 비즈니스 개요 정보,jp, (참조 2024.8.30)

관련 비디오 : [IHI] 기술은 미래를 만듭니다 -Aircraft Electrification Edition YouTube 비디오는여기