이착륙시 연료 비용 90%, 유지 보수 50%, 소음 66% 줄여
하와이 모쿨렐레 항공사에서 시제품 테스트 예정
이산화탄소(CO2) 배출량 증가에 대한 우려가 높아지면서 전 세계적으로 순수 전기 자동차(EV)와 하이브리드 전기 자동차(HEV)에 대한 수요가 증가하고 있다. 항공 산업에서도 마찬가지다.
미국 암페어는 청정 환경 및 저비용의 안전하고 조용한 전기 항공기 개발을 위해 노력하고 있다.
이 회사는 기존의 연소 엔진 구동 항공기와 비교해 테일파이프의 탄소 배출이 전혀 없고 이착륙시 연료 비용 90%, 유지 보수 50%, 소음 66%를 줄인 순수 전기 항공기를 개발하고 있다.
전기 추진 방식으로 전환 시 항공 목적지는 미국에서만 500개 공항에서 5000개 공항으로 10배 증가할 수 있다. 결과적으로 외딴 지역의 주민들은 지역 항공 운송 접근성이 훨씬 쉬워지고 수익성 달성에 곤란을 겪는 지역 항공사는 높은 운영 비용을 절감할 수 있다.
암페어는 현재 시제품 제조 단계에 있으며 초기 테스트 비행 시나리오에서 이중화가 가능한 이중 전원 소스 아키텍처를 개발했다. 유상 하중, 순항 속도와 비행 경로를 기반으로 연료와 전력 소스 사이의 전력 및 추진 부하를 분할하는 기술을 평가 및 개발 중이다.
현재 암페어의 시제품으로 개조된 'Cessna 337 Skymaster'는 인라인 병렬 하이브리드 아키텍처를 사용하고 있는데, 항공기 후면에 표준 연소 엔진 구동식 프로펠러가 있고 전면에는 전기 구동식 프로펠러가 있다. 비행 중 속도, 동력, 연료 소비 또는 소음을 최적화하기 위해 두 추진 시스템은 동력을 동적으로 공유할 수 있다.
암페어 시제품 비행기의 전원 공급 시스템은 500V~738V 범위의 고전압 배터리 팩 전원으로 구성된다. 일반적인 항공 제어 및 모니터링 시스템은 28V 전원으로 작동하므로, 광범위한 입력 전원에서 작동하고 출력은 28V로 레귤레이션되는 DC-DC 컨버터 솔루션이 필요했다. 절연도 필요했으며 최대 500W의 정격 전력을 지원해야했다. 작은 크기, 고효율, 간단한 열관리 기능을 갖춰야했고 전력 컨버터용 회로 기판의 설계 또는 사용을 원하지 않았다.
바이코는 이에 따라 전력 변환 및 레귤레이션을 2단계로 수행하여 효율 및 전력 밀도를 최적화한 솔루션을 지원했다. 고정 비율 버스 컨버터(BCM)로 절연 제공 및 고전압 배터리를 하향 변환한 다음 저전압 DC-DC 컨버터를 사용, 버스 컨버터의 출력을 28V로 레귤레이션하는 식이다.
암페어의 시제품 항공기는 하와이에 본사를 둔 모쿨렐레 항공사(Mokulele Airlines)에서 테스트할 예정이다. 이 항공사는 하와이 섬 전역의 단거리 비행을 위해 차세대 암페어 항공기의 상용 제품을 사용하는 게 목표다. 향후 암페어에서 생산한 비행기는 승객 9~19명을 태우고 호놀룰루에서 카훌루이까지 90마일을 여행할 것으로 예상된다.