随着电气化的发展，航空业巨大的碳足迹可能会大幅减少。 然而，迄今为止，只有小型全电动飞机能够起飞。 他们的电动机产生数百千瓦的功率。 要为更大、更重的喷气式飞机（例如商用客机）供电则需要兆瓦级电机。 这些将由混合动力或涡轮电力推进系统推动，其中电机与燃气涡轮航空发动机相结合。

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为了满足这一需求，麻省理工学院的一个工程师团队现在正在制造一台功率为1兆瓦的电机，这可能是使大型飞机通电的关键垫脚石。 该团队设计并测试了电机的主要部件，并通过详细计算表明耦合部件可以作为一个整体工作以产生1兆瓦的功率，其重量和尺寸可与当前的小型航空发动机相媲美。

对于全电动应用，该团队设想电机可以与电池或燃料电池等电源配对。 然后，电动机可以将电能转化为机械功，为飞机的螺旋桨提供动力。 该电机还可以与传统的涡轮风扇喷气发动机配对，作为混合动力推进系统运行，在飞行的某些阶段提供电力推进。

MIT 兆瓦电机（右上角为横截面，右下角为全尺寸）包含关键的使能技术：高速永磁外转子、低损耗齿槽定子、先进的热交换器、 和集成的高性能电力电子设备。

该团队进行了多个风险缓解实验，以表明每个部件都能按设计和在超过正常运行需求的条件下运行，包括定子（a、b和f）、磁性转子（c）、热交换器（d）和电力电子板（e）。

T. Wilson 教授 Zoltan Spakovszky 表示：“无论我们使用什么作为能源载体——电池、氢、氨或可持续航空燃料——独立于所有这些，兆瓦级电机将成为绿色航空的关键推动力” 航空学博士和领导该项目的麻省理工学院燃气轮机实验室 (GTL) 主任。

为了防止人类引起的气候变化所带来的最严重的影响，科学家们已经确定，全球二氧化碳的排放量必须在2050年前达到净零。要实现航空业的这一目标，将需要在非常规飞机的设计、智能和灵活的燃料系统、先进材料以及安全和高效的电气化推进方面取得"逐步改变的成就"。多家航空航天公司正专注于电气化推进和设计兆瓦级的电动机器，其功率和重量足以推动客机。

这是一项艰巨的工程，在共同优化各个部件并使它们相互兼容的同时最大限度地提高整体性能。要做到这一点，意味着我们必须在材料、制造、热管理、结构和旋转动力学以及电力电子学方面突破界限。

广义上讲，电动机使用电磁力来产生运动。电动机，如那些为你的笔记本电脑中的风扇提供动力的电动机，使用电能--来自电池或电源--产生磁场，通常通过铜线圈。作为回应，设置在线圈附近的磁铁会沿着产生的磁场方向旋转，然后可以驱动风扇或螺旋桨。

电动机已经有150多年的历史，人们认识到，电器或车辆越大，铜线圈和磁转子就越大，使机器更重。电机产生的功率越大，产生的热量就越多，这就需要额外的元件来保持部件的冷却--所有这些都会占用空间，并给系统增加很大的重量，使其在飞机上的应用面临挑战。

Spakovszky 和他的团队成员以及行业合作者将在 6 月航空会议期间的美国航空航天学会 - 电动飞机技术研讨会 (EATS) 的特别会议上展示他们的工作。

MIT 团队由来自 GTL 和 MIT 电磁与电子系统实验室的教职员工、学生和研究人员组成：Henry Andersen Yuankang Chen、Zachary Cordero、David Cuadrado、Edward Greitzer、Charlotte Gump、James Kirtley, Jr.、Jeffrey Lang 、David Otten、David Perreault 和 Mohammad Qasim，以及 Innova-Logic LLC 的 Marc Amato。 该项目由三菱重工 (MHI) 赞助。

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