المقايضات المخفية التي تعمل على تشغيل محركات eVTOL الخاصة بشركة Joby

يتم تصنيع السيارات الكهربائية، سواء كانت سيارات على الطريق أو طائرات الإقلاع والهبوط العمودي الكهربائية (eVTOL)، حول محركات كهربائية مماثلة. ولكن هناك اختلافات حيوية بما في ذلك تكاليف المكونات، والكتلة، والتكرار.

قضى جون واجنر خمس سنوات كمدير أول لهندسة البطاريات في شركة Tesla قبل أن ينضم إلى شركة Joby Aviation التي تتخذ من كاليفورنيا مقراً لها في عام 2017. وتحدث مع IEEE الطيف حول كيفية اختلاف الهندسة بين السيارات والطائرات.

كيف تختلف محركات eVTOL عن محركات السيارات؟

جون فاغنر: بشكل عام، يركز النقل البري بشكل مختلف على التكلفة مقابل الكتلة. هل تعلم، هل ستكون على استعداد لإنفاق المزيد على الأجزاء من أجل توفير قدر معين من الكتلة؟ وتنتهي المقايضات على المركبات الأرضية، وعند نقطة معينة تكون التكلفة هي المهيمنة، بينما في مجال الطيران، فإن المقايضات بين التكلفة والكتلة تكون أعمق كثيرًا. ولذلك، بالنسبة لبعض الحلول، يكون صانعو الطائرات الكهربائية على استعداد لإنفاق المزيد من الأموال من أجل توفير وزن أخف أو كفاءة أكبر.

الفرق الرئيسي الآخر يتعلق بالسلامة. في الأساس، نحن نتعامل مع نفس تقنيات المحركات للنقل البري والطيران في الوقت الحالي، لذا فإن أوضاع الفشل متشابهة. لكن بالطبع، في مجال الطيران لدينا الرغبة في استمرار الطيران والهبوط الآمن، وهذا يدفع ما تفعله في التصميم للتخفيف من تلك الإخفاقات في حالة حدوثها. في العديد من حالات النقل البري، يكون التخفيف من حدة الفشل هو التوقف بأمان على جانب الطريق. في مجال الطيران، التخفيف هو التكرار، لأنه لا يوجد خيار للانسحاب.

هل التكرار مصمم في محركات EV؟

فاغنر: عادةً، لا يتم تصميم التكرار في أنظمة قيادة المركبات الكهربائية فقط لغرض التكرار. هناك بعض السيارات الآن مزودة بنظام الدفع الرباعي — لذلك يوجد محرك في الأمام، ومحرك في الخلف — لذا كميزة ثانوية تحصل على التكرار. ولكن لم يتم ذلك بهدف أساسي وهو وجود التكرار.

كيف يمكن مقارنة تصنيع الطائرات الكهربائية من جوبي بتصنيع السيارات الكهربائية؟

فاغنر: الطريقة الأكثر فعالية لإدارة جهد هندسي واسع النطاق في صناعة ناضجة، مثل السيارات، هي تقسيم النظام الخاص بك إلى أجزاء يمكن الاستعانة بمصادر خارجية للموردين الذين سيقومون بعمل جيد حقًا في كل قطعة. الجانب السلبي هو أنه عندما تقوم بتقسيم المشكلة إلى ثلاث أجزاء، يكون لديك الآن حدود واجهة بين كل قطعة من هذه الأجزاء، وهذه دائمًا ما تؤدي إلى عدم الكفاءة. لقد تمكنا من تصميم حلول متكاملة للغاية دون تحمل عقوبة التصنيع.

هل هناك أي مواد أنت متحمس لها حقًا؟

فاغنر: Permendur [a cobalt-iron alloy] عادة ما تكلف في الحي 10 أضعاف تكلفة فولاذ المحرك التقليدي. وهذا أمر مهم، وغالبًا ما لا يتم استخدامه في النقل البري بسبب هذه التكلفة. إنه يأتي مع تحسينات طفيفة في الأداء، لكنه يكفي أنه مثير للاهتمام بالنسبة للطيران.

هل ستلحق الطائرات الكهربائية بالمركبات الكهربائية الأرضية مثلها؟

فاغنر: لقد أردت دائمًا أن أكون مفكرًا متقدمًا للغاية فيما يتعلق بمجموعة نقل الحركة. ومع ذلك، أحد الأشياء التي تعلمتها على مر السنين هو أن تطوير مجموعة نقل الحركة يجب أن يأتي مع جرعة صحية جدًا من الصبر. إن تطوير نوع جديد كليًا من مجموعة نقل الحركة هو مسعى كبير، لكنني واثق جدًا من أن صناعة الطيران ستنفذه. نحن بالتأكيد نقوم بذلك هنا في جوبي، وأنا متأكد من أننا سنرى ذلك يتسع بمرور الوقت.

تظهر هذه المقالة في عدد مايو 2026 المطبوع باسم “جون فاغنر”.