氫動力VTOL Vertiia 將使用 Conflux 的創(chuàng)新3D打印熱交換器

2025年3月29日，南極熊獲悉，Conflux Technology與澳大利亞飛機(jī)制造商AMSL Aero合作，為氫動力電動垂直起降 (VTOL) 飛機(jī) Vertiia 開發(fā)熱管理系統(tǒng)。

Vertiia 專為零排放長距離飛行而設(shè)計，飛行距離可達(dá) 1,000 公里，依靠高效的熱調(diào)節(jié)來支持其氫燃料電池動力系統(tǒng)。Conflux 將增材制造熱交換器方面的專業(yè)知識帶到項目中，旨在滿足下一代飛行的熱和結(jié)構(gòu)需求。

Conflux Technology 首席執(zhí)行官兼創(chuàng)始人 Michael Fuller 說道：“氫燃料電池代表了澳大利亞追求可持續(xù)能源解決方案的一項變革性技術(shù)。我們很自豪能夠采用我們的熱交換技術(shù)來提高 Vertiia 氫燃料電池的效率和性能。我們正共同推動創(chuàng)新，打造世界領(lǐng)先的可持續(xù)航空運輸?！?/div>

△AMSLAero 的 Vertiia 旨在成為世界上最高效的遠(yuǎn)程、零排放電動垂直起降飛機(jī)。照片來自 Conflux Technology。

為氫動力飛行量身定制的冷卻解決方案

據(jù) Conflux 稱，最初的努力集中于生產(chǎn)三種概念熱交換器，這些熱交換器能夠處理連續(xù)的熱負(fù)荷，同時減輕重量和空氣阻力。

每個概念都是在考慮緊湊封裝的情況下開發(fā)的，以適應(yīng)飛機(jī)設(shè)計的空間限制，而不會影響性能。工作現(xiàn)已進(jìn)入第二階段，包括在 Vertiia 的推進(jìn)系統(tǒng)中構(gòu)建和測試完整的概念驗證組件。

在起飛、降落和懸停操作期間，氫動力垂直起降飛機(jī)會面臨熱量輸出急劇增加的問題。為了控制這些瞬時熱峰值，冷卻系統(tǒng)必須提供穩(wěn)定的性能，同時保持輕便和緊湊。

據(jù)Conflux公司介紹，3D 打印技術(shù)可以實現(xiàn)高度定制的幾何形狀，使其能夠適應(yīng)狹小空間，這種方法非常適合氫動力航空。因此，Conflux 正在使用其專利的薄壁結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)既能提高熱效率，又能在各種飛行條件下降低阻力。

AMSL Aero 董事長Chris Smallhorn 表示：“AMSL Aero 致力于維多利亞州 Vertiia 的未來發(fā)展，而 Conflux 是維多利亞州的工業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)之一，因此阿瓦隆航空展是我們揭曉這一合作關(guān)系的理想場所?！?/div>

此次合作以Conflux 之前在航空航天領(lǐng)域的工作為基礎(chǔ)，他們一直將增材制造應(yīng)用于一系列熱管理應(yīng)用。

AMSL Aero 氫氣系統(tǒng)工程師 Simon Coburn 強(qiáng)調(diào)了 Conflux 獲得AS9100D制造認(rèn)證及其快速交付能力的重要性，并表示這兩個因素對于 Vertiia 發(fā)展成為遠(yuǎn)程氫動力 VTOL 都至關(guān)重要。

△Conflux熱交換器特寫，其微結(jié)構(gòu)可實現(xiàn)高效傳熱。照片來自 Conflux Technology

適用于航空航天應(yīng)用的新型熱交換器

許多實體傾向于使用 3D 打印來生產(chǎn)航空航天熱交換器，以提供更大的設(shè)計靈活性、減輕重量并在緊湊空間內(nèi)提高熱性能。

固態(tài)金屬 3D 打印專家Fabrisonic與美國宇航局噴氣推進(jìn)實驗室(JPL)合作，利用其超聲波增材制造 (UAM) 技術(shù) 生產(chǎn)單件 3D 打印熱交換器。項目旨在通過消除極端條件下容易發(fā)生故障的接頭和小部件來提高航天器部件的可靠性。技術(shù)專家 Scott Roberts 領(lǐng)導(dǎo)了一項設(shè)計工作，用更輕、更高效的熱交換器取代傳統(tǒng)的多部件熱交換器。新的熱交換器完全由一體式打印而成，性能提升了 30%，重量減輕了 30%。

△這款 3D 打印的 CubeSate 散熱器結(jié)合了鋁和銅，可使熱量更均勻地分布在表面。照片來自 Fabrisonic。

另外，皇家墨爾本理工大學(xué)的研究人員開發(fā)了3D 打印催化熱交換器，以解決高超音速飛行（飛機(jī)速度超過 5 馬赫）時的過熱問題。這些微型化學(xué)反應(yīng)器采用選擇性激光熔化 (SLM) 技術(shù)制造并涂有沸石，使用噴氣燃料作為冷卻劑來觸發(fā)吸熱反應(yīng)，在運行過程中有效吸收熱量。

實驗室測試表明，在模擬高溫條件下，SLM技術(shù)具有很高的效率。在 Selvakannan Periasamy 博士的帶領(lǐng)下，該團(tuán)隊看到了在其他高溫工業(yè)過程中更廣泛應(yīng)用的潛力。未來的工作將側(cè)重于使用先進(jìn)的成像技術(shù)優(yōu)化材料組合，以擴(kuò)大該技術(shù)在航空以外的應(yīng)用范圍。