【導讀】目前可用的商業航空數據顯示，歐洲乃至全世界對額外運力的需求是不爭的事實。空中客車公司預測，到 2038 年，全球商業航空的年均增長率將達到 4.3%。
Vicor 稱電源模塊是幫助商業航空公司實施新清潔航空計劃的關鍵
目前可用的商業航空數據顯示，歐洲乃至全世界對額外運力的需求是不爭的事實。空中客車公司預測，到 2038 年，全球商業航空的年均增長率將達到 4.3%。
商業航空以不可阻擋的趨勢增長，帶來的一個明顯后果是預計未來二十年在役飛機數量將迅速增加。例如，2019 年空中客車公司報告稱，在役商用飛機數量為 21,000 架，并估計到 2042 年這一數字將幾乎翻倍，達到驚人的 40,850 架，重點是服務于較短區域航線的小型客機（見圖 1）。
圖 1：按地區劃分的新商用飛機數量估計（來源：空中客車公司）
此外，在歐洲，隨著廉價航空公司如瑞安航空及易捷航空的成立和日漸受歡迎，每個地區的客運量增速都是最高的。這些短途、低成本航空公司正在開辟新的區域航線，并將業務擴展到較小的機場。
低成本航空公司愿意突破傳統模式以實現額外的業務增長，這使它們能夠真正推動歐洲和全球商業航空的增長。
伴隨這些增長，噪音污染和溫室氣體排放也隨之增加，這將加劇全球變暖。化石燃料——煤炭、石油和天然氣——是導致全球氣候變化的罪魁禍首，占全球溫室氣體排放量的 75% 以上，及二氧化碳排放總量的幾乎 90%。2022 年，航空排放量達到近 8 億噸二氧化碳。更難以量化的是航空噪音污染及其對當地居民的影響。飛機發動機總體上會產生氣體、噪音和化石燃料燃燒產生的顆粒物，這加劇了人們對其全球影響和對當地空氣質量影響的環境擔憂。
減少環境影響
基于估計的快速增長，至關重要的一點是政府和私營企業必須共同制定計劃，負責任地管理這一前所未有的增長。
圖 2：Vicor 的電源模塊外形小巧，散熱均勻且可預測，而其他供電解決方案的外形雜亂無章，有許多高峰和低谷。
歐盟的清潔航空聯合計劃（CAJU）證明了這一承諾。該計劃旨在將公共和私營實體聚集起來，促進更綠色、更清潔的航空領域的突破。CAJU 的章程規定，該計劃的宗旨是“探索尖端技術，到 2050 年實現航空氣候的中和”。可幫助實現這些目標的一項關鍵技術是 DC-DC 電源模塊。Vicor 的電源模塊具有卓越的設計靈活性，功率密度和效率極高，部分原因是其專有的平面封裝（見圖 2）。作為分立式電源設計的替代方案，電源模塊具有許多優勢，可幫助 CAJU 實現更廣泛的氣候中和及創新目標。
優化能效
DC-DC 電源模塊可優化飛機系統中的電能轉換效率。通過實現精確的電壓調節和減少功率損耗，電源模塊能夠最大限度地利用儲存的能量，這對于電動或混合動力推進系統尤為重要。Vicor 的電源模塊集成了正弦振幅轉換器（SAC）拓撲結構作為分比式電源架構的一部分，可以在不降低性能的情況下在小巧緊湊的封裝中提供最高的效率。效率越高，飛行時間越長，環境影響越小。
可擴展的解決方案，便于重新設計和重復使用
DC-DC 電源模塊是分立式電源的替代方案，具有更小、更緊湊的特點（見圖 3）。它們可以串聯使用，在需要更大的功率時可輕松擴展。無論飛機的大小或復雜性如何，它們都可以輕松集成到各種飛機系統中。
圖 3：Vicor 電源模塊的密度是其他解決方案的 5 倍，而重量只有 674 毫克。
這種靈活性對于滿足航空業的動態需求至關重要，因為飛機的設計可能會有很大差異。隨著 CAJU 鼓勵從無人機到商用飛機的各種飛機形式的創新，DC-DC 電源模塊的可擴展性變得不可或缺。
輕便、緊湊、功率密度高——移動性的關鍵
與任何其他運輸方式相比，航空業對重量和尺寸可能更為敏感。現代 DC-DC 電源模塊的緊湊性可以最大限度地減輕飛機的重量，為乘客、貨物或額外的綠色技術創新留出更多空間。更輕的飛機還意味著更低的能耗、排放和更長的飛行時間。另一方面，高功率密度模塊能夠高效地將高壓轉換為負載所需的電壓，且功率損耗很小。
惡劣條件下不折不扣的可靠性
航空安全至關重要。DC-DC 電源模塊以其可靠性著稱，即使在惡劣條件下也能提供一致的性能。類似半導體的制造方法是 Vicor 的一個差異化因素，使其能夠生產更高質量的電源模塊。Vicor 采用獨特的封裝和 3DI（三維互連）技術，提升了整體性能。公司的電源模塊在航空航天應用中已經使用了幾十年，以其在最惡劣條件下的長期可靠性而聞名。通過確保穩定的電壓輸出和防止潛在的電氣故障，這些模塊可以增強整個飛機電氣系統的安全性。
與先進技術和系統的兼容性
綠色航空時代的特點是技術的快速發展，從先進的感測系統到自主飛行控制。許多系統有著特定的電源需求，模塊化電源方法可以靈活地滿足這些需求。通過高效地提供適當的電壓水平，這些模塊使各種尖端、關鍵任務傳感器和技術能夠順利運行。
經濟高效的集成
與復雜的分立式電源設計相比，模塊化方法在降低運營和維護成本及延長壽命方面具有長期優勢。總體擁有成本（TCO）分析顯示，模塊化電源可帶來豐厚的投資回報。這與 CAJU 推動可持續航空解決方案的目標相吻合。不管是從環境方面還是經濟方面，這些解決方案都切實可行。
歐盟的清潔航空聯合計劃是一項重要的倡議，旨在為航空業打造一個更加可持續的未來——一個與全球環境問題協調運作的未來。這一倡議的成功在很大程度上依賴于現有技術以及安全地將創新與商業航空的需求相協調的能力。綠色技術正在興起，將幫助解決這一問題的技術將越來越多。
今天，通過設計更先進的電源系統，我們可以超越傳統的分立式設計方法，實現這些方法無法提供的 SWaP（尺寸、重量和功率）。更重要的是，它們無法提供高效率，會直接影響碳足跡。
另一方面，Vicor 的 DC-DC 電源模塊具有多方面的優勢，包括緊湊的尺寸、高效率和可靠性，有望在減少溫室氣體的綠色革命中發揮核心作用。積極采用并投資于這些技術，可以釋放創新潛力，成功應對這一艱巨任務。Vicor 的高密度電源模塊是實現更清潔、更高效的航空未來的重要組成部分，不僅對歐洲，而且對全世界都是如此。
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