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與澳大利亞飛機制造商AMSL Aero合作，為氫動力電動垂直起降 (VTOL) 飛機 Vertiia 開發(fā)熱管理系統(tǒng)。

Vertiia 專為零排放長距離飛行而設計，飛行距離可達 1,000 公里，依靠高效的熱調節(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構需求。

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。我們很自豪能夠采用我們的熱交換技術來提高 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程、零排放電動垂直起降飛機。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三種概念熱交換器，這些熱交換器能夠處理連續(xù)的熱負荷，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，以適應飛機設計的空間限制，而不會影響性能。工作現(xiàn)已進入第二階段，包括在 Vertiia 的推進系統(tǒng)中構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 打印技術可以實現(xiàn)高度定制的幾何形狀，使其能夠適應狹小空間，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構，這種結構既能提高熱效率，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)領軍企業(yè)之一，因此阿瓦隆航空展是我們揭曉這一合作關系的理想場所。”

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

AMSL Aero 氫氣系統(tǒng)工程師 Simon Coburn 強調了 Conflux 獲得AS9100D制造認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)展成為遠程氫動力 VTOL 都至關重要。

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

適用于航空航天應用的新型熱交換器

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

固態(tài)金屬 3D 打印專家Fabrisonic與美國宇航局噴氣推進實驗室(JPL)合作，利用其超聲波增材制造 (UAM) 技術 生產單件 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。技術專家 Scott Roberts 領導了一項設計工作，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（飛機速度超過 5 馬赫）時的過熱問題。這些微型化學反應器采用選擇性激光熔化 (SLM) 技術制造并涂有沸石，使用噴氣燃料作為冷卻劑來觸發(fā)吸熱反應，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技術具有很高的效率。在 Selvakannan Periasamy 博士的帶領下，該團隊看到了在其他高溫工業(yè)過程中更廣泛應用的潛力。未來的工作將側重于使用先進的成像技術優(yōu)化材料組合，以擴大該技術在航空以外的應用范圍。