Silnik o średnicy obiadowego talerza i masie zbliżonej do popularnej hantli z siłowni nie kojarzy się z ekstremalnymi osiągami. Tymczasem najnowsza jednostka opracowana w Wielkiej Brytanii zdolna jest wygenerować ponad 1 000 KM – czyli więcej niż wiele współczesnych hipersamochodów. Maleńkie wymiary i niespotykany dotąd stosunek mocy do masy obiecują prawdziwy zwrot w myśleniu o napędzie, szczególnie gdy porówna się ten wynik z potężnym, lecz ważącym ćwierć tony silnikiem V12 z klasycznego supersamochodu.
Efektywność liczona w koniach na kilogram
Najnowszy motor należy do rodziny konstrukcji osiowostrumieniowych, w których strumień pola magnetycznego przebiega równolegle do osi obrotu wirnika. Taka architektura umożliwia uzyskanie wyjątkowo zwartej formy i ograniczenie masy wirujących elementów. W liczbach wygląda to imponująco: przy masie około 12,7 kg jednostka rozwija 1 020 KM, co przekłada się na ponad 80 KM na każdy kilogram. Dla porównania klasyczny, wolnossący silnik spalinowy wysokiej mocy rzadko przekracza 3–4 KM/kg, a konwencjonalne silniki elektryczne montowane w samochodach osobowych mieszczą się zwykle w przedziale 8–12 KM/kg.
Konstrukcja, materiały i chłodzenie
Kluczem do tak wysokiej gęstości mocy jest połączenie wirników z magnesami trwałymi osadzonymi między dwoma statorami oraz system wielokanałowego chłodzenia olejowego. Zastosowanie laminatów z miękkich stopów żelaza o wysokiej przewodności magnetycznej minimalizuje straty histerezowe, a jednocześnie zmniejsza zapotrzebowanie na kosztowne metale ziem rzadkich. Dzięki osiowemu przepływowi ciepła silnik oddaje je szybciej niż konstrukcje promieniowe, co pozwala na wielokrotne, długotrwałe obciążenia i moc ciągłą na poziomie niemal 500–550 KM – wartość wciąż wystarczającą do napędzenia pełnowymiarowego auta sportowego.
Wpływ na projektowanie pojazdów
Lekki napęd to dla inżynierów dwa natychmiastowe benefity: możliwość obniżenia masy całkowitej albo instalacja większego zestawu akumulatorów przy niezmienionej masie pojazdu. W samochodzie sportowym mniejszy silnik pozwala przenieść środek ciężkości bliżej ziemi i poprawić rozkład masy między osiami. W motocyklu elektrycznym kilkunastokilogramowy agregat oznacza, że całkowita masa maszyny może spaść poniżej 200 kg bez rezygnacji z dynamiki, która dorównuje wyścigowym jednostkom spalinowym. Technologia nadaje się także do układów hybrydowych, gdzie niewielki silnik elektryczny może wspomagać spalinowy bez drastycznego zwiększania masy zespołu napędowego.
Ekonomia produkcji i horyzont komercjalizacji
Niezwykła wydajność nie oznacza jednak, że nowy silnik trafi natychmiast do masowych modeli. Koszty związane z rozwojem technologii, precyzyjną obróbką komponentów oraz zaawansowanym układem chłodzenia czynią go na razie rozwiązaniem dla droższych segmentów rynku, gdzie kilkadziesiąt kilogramów oszczędności może usprawiedliwić wyższą cenę. Według analityków branżowych efekt skali i upraszczanie procesów produkcyjnych powinny zredukować koszty w ciągu 8–10 lat, otwierając drogę do stosowania tej architektury w pojazdach popularnych, lekkiej mobilności miejskiej czy nawet w lotnictwie elektrycznym.
