【導讀】目前可用的商業(yè)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(shí)?？罩锌蛙?chē)公司預測，到 2038 年，全球商業(yè)航空的年均增長(cháng)率將達到 4.3%。
Vicor 稱(chēng)電源模塊是幫助商業(yè)航空公司實(shí)施新清潔航空計劃的關(guān)鍵
目前可用的商業(yè)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(shí)?？罩锌蛙?chē)公司預測，到 2038 年，全球商業(yè)航空的年均增長(cháng)率將達到 4.3%。
商業(yè)航空以不可阻擋的趨勢增長(cháng)，帶來(lái)的一個(gè)明顯后果是預計未來(lái)二十年在役飛機數量將迅速增加。例如，2019 年空中客車(chē)公司報告稱(chēng)，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(diǎn)是服務(wù)于較短區域航線(xiàn)的小型客機（見(jiàn)圖 1）。
圖 1：按地區劃分的新商用飛機數量估計（來(lái)源：空中客車(chē)公司）
此外，在歐洲，隨著(zhù)廉價(jià)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(gè)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(kāi)辟新的區域航線(xiàn)，并將業(yè)務(wù)擴展到較小的機場(chǎng)。
低成本航空公司愿意突破傳統模式以實(shí)現額外的業(yè)務(wù)增長(cháng)，這使它們能夠真正推動(dòng)歐洲和全球商業(yè)航空的增長(cháng)。
伴隨這些增長(cháng)，噪音污染和溫室氣體排放也隨之增加，這將加劇全球變暖?；剂稀禾?、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(fā)動(dòng)機總體上會(huì )產(chǎn)生氣體、噪音和化石燃料燃燒產(chǎn)生的顆粒物，這加劇了人們對其全球影響和對當地空氣質(zhì)量影響的環(huán)境擔憂(yōu)。
減少環(huán)境影響
基于估計的快速增長(cháng)，至關(guān)重要的一點(diǎn)是政府和私營(yíng)企業(yè)必須共同制定計劃，負責任地管理這一前所未有的增長(cháng)。
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(wú)章，有許多高峰和低谷。
歐盟的清潔航空聯(lián)合計劃（CAJU）證明了這一承諾。該計劃旨在將公共和私營(yíng)實(shí)體聚集起來(lái)，促進(jìn)更綠色、更清潔的航空領(lǐng)域的突破。CAJU 的章程規定，該計劃的宗旨是“探索尖端技術(shù)，到 2050 年實(shí)現航空氣候的中和”?？蓭椭鷮?shí)現這些目標的一項關(guān)鍵技術(shù)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(zhuān)有的平面封裝（見(jiàn)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(yōu)勢，可幫助 CAJU 實(shí)現更廣泛的氣候中和及創(chuàng )新目標。
優(yōu)化能效
DC-DC 電源模塊可優(yōu)化飛機系統中的電能轉換效率。通過(guò)實(shí)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(dòng)或混合動(dòng)力推進(jìn)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(shí)間越長(cháng)，環(huán)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(diǎn)（見(jiàn)圖 3）。它們可以串聯(lián)使用，在需要更大的功率時(shí)可輕松擴展。無(wú)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(mǎn)足航空業(yè)的動(dòng)態(tài)需求至關(guān)重要，因為飛機的設計可能會(huì )有很大差異。隨著(zhù) CAJU 鼓勵從無(wú)人機到商用飛機的各種飛機形式的創(chuàng )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(dòng)性的關(guān)鍵
與任何其他運輸方式相比，航空業(yè)對重量和尺寸可能更為敏感?，F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(shù)創(chuàng )新留出更多空間。更輕的飛機還意味著(zhù)更低的能耗、排放和更長(cháng)的飛行時(shí)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(guān)重要。DC-DC 電源模塊以其可靠性著(zhù)稱(chēng)，即使在惡劣條件下也能提供一致的性能。類(lèi)似半導體的制造方法是 Vicor 的一個(gè)差異化因素，使其能夠生產(chǎn)更高質(zhì)量的電源模塊。Vicor 采用獨特的封裝和 3DI（三維互連）技術(shù)，提升了整體性能。公司的電源模塊在航空航天應用中已經(jīng)使用了幾十年，以其在最?lèi)毫訔l件下的長(cháng)期可靠性而聞名。通過(guò)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(gè)飛機電氣系統的安全性。
與先進(jìn)技術(shù)和系統的兼容性
綠色航空時(shí)代的特點(diǎn)是技術(shù)的快速發(fā)展，從先進(jìn)的感測系統到自主飛行控制。許多系統有著(zhù)特定的電源需求，模塊化電源方法可以靈活地滿(mǎn)足這些需求。通過(guò)高效地提供適當的電壓水平，這些模塊使各種尖端、關(guān)鍵任務(wù)傳感器和技術(shù)能夠順利運行。
經(jīng)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(yíng)和維護成本及延長(cháng)壽命方面具有長(cháng)期優(yōu)勢?？傮w擁有成本（TCO）分析顯示，模塊化電源可帶來(lái)豐厚的投資回報。這與 CAJU 推動(dòng)可持續航空解決方案的目標相吻合。不管是從環(huán)境方面還是經(jīng)濟方面，這些解決方案都切實(shí)可行。
歐盟的清潔航空聯(lián)合計劃是一項重要的倡議，旨在為航空業(yè)打造一個(gè)更加可持續的未來(lái)——一個(gè)與全球環(huán)境問(wèn)題協(xié)調運作的未來(lái)。這一倡議的成功在很大程度上依賴(lài)于現有技術(shù)以及安全地將創(chuàng )新與商業(yè)航空的需求相協(xié)調的能力。綠色技術(shù)正在興起，將幫助解決這一問(wèn)題的技術(shù)將越來(lái)越多。
今天，通過(guò)設計更先進(jìn)的電源系統，我們可以超越傳統的分立式設計方法，實(shí)現這些方法無(wú)法提供的 SWaP（尺寸、重量和功率）。更重要的是，它們無(wú)法提供高效率，會(huì )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(yōu)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(fā)揮核心作用。積極采用并投資于這些技術(shù)，可以釋放創(chuàng )新潛力，成功應對這一艱巨任務(wù)。Vicor 的高密度電源模塊是實(shí)現更清潔、更高效的航空未來(lái)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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