eVTOL电驱动系统的安全架构选择

在许多eVTOL设计中，推进系统是飞行控制的关键。

四分之一的推进器损失可能会是灾难性的，rotor故障导致的非对称升力=无法控制的偏航，与传统飞机不同，推进系统的工作状态对eVTOL的飞行控制至关重要。因此，需要开发安全水平达到DAL A的系统水平。

而由增强型飞越人口稠密地区的能力驱动SC-VTOL对推进系统的要求很高。

电动机控制类似于全电数字发动机控制系统，但会影响eVTOL飞行的稳定性。FADEC控制电动机，飞行控制在飞行的所有阶段保持稳定和控制。飞行控制系统设计有多个备用系统，以确保在发生故障时继续运行。在这里需要将两者结合起来——它们不能解耦，因此需要更多的冗余。关于不同eVTOL设计的解决方案没有共同的方法，监管机构将强制实施最佳实践。

冗余带来的第一个问题就是电机的健康监测，今天的电机监控功能足以用于eVTOL吗？电机监控也在为飞行控制工作， 而电机控制也需要飞行控制的不同策略配置。如果电机控制和飞行控制存在CON/MON分歧，则需要在航空电子设备（飞行控制）的上游进行处理。

如何为严重的共模故障（CMF）做好准备？

由于共同原因，两个或多个系统或组件同时发生故障，例如：

• 电源问题

• 环境压力（如闪电、电磁干扰）

• 软件bug

• 制造缺陷

其中还包括激进的共模故障，在以下情况下，具有特别破坏性或快速作用的CMF：

• 失败不是渐进的，而是突然的、灾难性的

• 它可能会绕过保护或压倒冗余

• 它可能会造成广泛的系统损坏或安全隐患

新飞机、任务和设备上存在概率安全的问题，电动机在测试中非常可靠，但是仍存在一些现实问题。

•现实世界的飞行时间仍然有限，证明电子产品的性能始终是一个挑战

•在实际和财务方面，从经验中已经知道，复杂的系统可能不太可靠

•而现有的安全解决方案正是来自硬件冗余

通过系统级别差异或重复实现安全是对重量、复杂性和成本的挑战。

• 重量负担>50%

• 航程或最大起飞重量受损

• 尽管容错性或可用性有所提高，但复杂性的增加会增加故障概率

因此，关于eVTOL的电机驱动系统是通过更复杂的冗余系统来解决，还是通过尽量提高单个单机驱动系统的性能来解决，然而将冗余和性能嵌入到系统中是基本的前提。

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