Новый тип электродвигателя

 Почему аксиальные моторы перевернут мир, который мы знали
Если вы откроете капот современного электромобиля, вы найдете там технологию, концепт которой не менялся со времен дедушки Фарадея. Это классический радиальный электродвигатель. Представьте себе матрешку: внутри цилиндрического статора вращается цилиндрический ротор. Магнитное поле в такой системе бегает по радиусу — от центра к краям. Работает отлично, но у этой схемы есть фундаментальный физический тупик. Чтобы сделать такой мотор мощнее, его нужно делать либо длиннее, либо толще. В итоге мы получаем тяжелую, массивную «бочку».

Но прямо сейчас в гаражах передовых инженерных бюро и лабораториях автогигантов происходит тихая революция. На сцену выходят двигатели с осевым, или аксиальным, магнитным потоком (Axial-Flux).

Вместо матрешки инженеры собрали «бутерброд». Представьте себе плоский диск-ротор, зажатый между двумя плоскими дисками-статорами. Магнитное поле здесь больше не бегает вбок — оно бьет строго параллельно оси вращения, насквозь через диски. И это изменение геометрии меняет абсолютно всё.

Главное преимущество этой технологии можно описать тремя словами: удельная мощность. В классическом моторе «работает» только внешняя поверхность ротора, а вся его внутренняя сердцевина — это просто мертвый и тяжелый кусок металла. В аксиальном двигателе магниты расположены на поверхности диска. Сила прикладывается к самому краю крутящегося элемента, создавая колоссальный рычаг.
Что это дает на практике? Такой мотор выдает в разы больший крутящий момент, оставаясь при этом плоским, как блин. Представьте двигатель мощностью в несколько сотен лошадиных сил, который весит всего 13-15 килограммов и по форме напоминает колесный тормозной диск. Его эффективность вплотную приближается к теоретическому максимуму — 98%. Он почти не греется, потому что вся его площадь открыта для охлаждения.

Почему же они заменят существующие моторы в будущем?
Во-первых, авиация и дроны. Для беспилотников и перспективных электрических самолетов вертикального взлета каждый грамм на счету. Аксиальные моторы позволяют уменьшить вес силовой установки в разы. Это значит, что дрон сможет нести в два раза больше полезного груза или лететь в два раза дальше на том же аккумуляторе.
Во-вторых, автомобилестроение. Сегодня электромобили тяжелые из-за батарей. Установка легких и плоских аксиальных двигателей позволяет «скинуть» с машины несколько сотен килограммов. Более того, из-за их формы такие моторы можно монтировать прямо внутрь колесных дисков. Исчезнут трансмиссии, приводные валы и тяжелые мосты. Освободится огромное пространство для пассажиров и багажа, а управляемость машины станет абсолютной, ведь компьютер сможет дозировать колоссальную мощность на каждое колесо индивидуально за доли миллисекунды.

Конечно, пока есть сдерживающий фактор. Плоские диски в таких моторах испытывают огромные изгибающие нагрузки — магнитные силы буквально пытаются захлопнуть этот «бутерброд». Чтобы удерживать микронные зазоры на огромных скоростях, нужны сверхпрочные углеволокна, композиты и очень точные роботизированные станки для намотки медной ленты.

Но технология производства стремительно дешевеет. Эра тяжелых промышленных «бочек» уходит. Будущее принадлежит легким, плоским и невероятно злым дисковым моторам, которые поднимут в воздух то, что раньше летать не могло, и сделают наземный транспорт легким и эффективным.