I motori elettrici MIL-SPEC sono componenti per il controllo del movimento progettati per i sistemi della difesa e dell’aerospaziale, a supporto delle funzioni di propulsione, azionamento, posizionamento, pompaggio, raffreddamento e delle funzioni ausiliarie. Le configurazioni comprendono motori CC senza spazzole, motori CC con spazzole, motori PMSM, motori passo-passo, servomotori e motori frameless.
Questa pagina presenta fornitori di motori elettrici per uso militare con soluzioni destinate a velivoli, veicoli terrestri, robotica, piattaforme navali e sottomarine, armi, sensori e attrezzature di supporto.
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I motori elettrici sono fondamentali per i sistemi di difesa e aerospaziali, in quanto convertono l’energia elettrica in movimento meccanico per la propulsione, l’azionamento, il posizionamento, il pompaggio, il raffreddamento e le funzioni ausiliarie. Un motore elettrico militare può essere sottoposto a condizioni di temperatura, vibrazioni, urti, campi elettromagnetici, pressione e umidità, rendendo fondamentali affidabilità, densità di potenza, gestione termica, tenuta e compatibilità elettromagnetica.
Nella scelta del motore occorre tenere conto della coppia di picco e continua, della velocità, della tensione, della corrente, del ciclo di lavoro, dell’efficienza, dei limiti termici, del metodo di controllo, del design, del raffreddamento, dell’esposizione ambientale e della certificazione. Le applicazioni spaziano dalle soluzioni con motori leggeri ad alta velocità per sistemi aerei ai motori elettrici impermeabili per operazioni marine e sottomarine.
I motori a corrente continua senza spazzole utilizzano un regolatore elettronico di velocità (ESC) o un altro sistema di azionamento per commutare elettronicamente le fasi del motore anziché ricorrere a spazzole meccaniche, riducendo l’usura e garantendo al contempo un controllo efficiente. Sono adatti per apparecchiature aerospaziali, robotica, pompe, ventilatori, giunti cardanici e sistemi di propulsione. I motori brushless impermeabili possono essere progettati per piattaforme marittime in cui la tenuta e la resistenza alla corrosione sono fondamentali.
Motori per UAV ad alta coppia di Allient
I motori a corrente continua con spazzole utilizzano spazzole e un commutatore meccanico per commutare la corrente attraverso gli avvolgimenti del rotore. I loro semplici sistemi di controllo li rendono adatti ad attuatori, pompe, meccanismi ausiliari e apparecchiature di vecchia generazione, sebbene occorra tenere in considerazione l’usura delle spazzole, la formazione di archi elettrici, la manutenzione e il rumore elettromagnetico.
I motori sincroni a magneti permanenti (PMSM) utilizzano magneti permanenti sul rotore e un campo dello statore controllato elettronicamente. La loro efficienza e l’elevata densità di coppia li rendono adatti a sistemi compatti di propulsione e controllo del movimento, compresi i veicoli militari elettrificati e le apparecchiature aerospaziali. È necessario prestare attenzione ai limiti di temperatura dei magneti e al rischio di smagnetizzazione.
I motori a induzione in corrente alternata generano corrente nel rotore tramite induzione elettromagnetica anziché tramite magneti permanenti o collegamenti diretti del rotore. La loro struttura robusta li rende adatti alla propulsione, alle pompe, ai ventilatori, ai compressori e ai macchinari. Gli azionamenti a frequenza variabile (VFD) garantiscono il controllo della velocità e della coppia.
I motori a riluttanza commutata (SRM) producono coppia man mano che il rotore si sposta verso una riluttanza magnetica inferiore sotto eccitazione sequenziale dello statore. Il loro rotore semplice, privo di avvolgimenti o magneti permanenti, è in grado di supportare il funzionamento ad alta velocità e ad alta temperatura, sebbene l’ondulazione della coppia, il rumore acustico e la complessità dell’azionamento richiedano un’adeguata progettazione.
I motori passo-passo si muovono con incrementi angolari discreti. Sono in grado di garantire un posizionamento ripetibile senza retroazione ad anello chiuso laddove i carichi siano prevedibili, trovando impiego nella strumentazione, nel posizionamento delle antenne, nelle valvole e nei sistemi ottici. È necessario tenere in considerazione il margine di coppia, la velocità, la risonanza e il rischio di perdita di passo.
I servomotori operano all’interno di sistemi di controllo del movimento a circuito chiuso utilizzando un feedback di posizione, velocità o coppia, piuttosto che rappresentare un tipo distinto di motore elettromagnetico. I servomotori militari sono impiegati nei comandi di volo, nei carichi utili stabilizzati, nei sistemi radar, nelle stazioni d’arma e nelle apparecchiature di puntamento di precisione.
I motori elettrici sono spesso abbinati a riduttori, sensori, controllori, freni e trasmissioni per formare azionamenti elettromeccanici. Gli attuatori rotativi forniscono un movimento angolare, mentre gli attuatori lineari utilizzano tipicamente viti o meccanismi simili per porte, portelli, meccanismi di dispiegamento e sistemi di posizionamento. Gli attuatori elettromeccanici possono inoltre azionare superfici di controllo, valvole e meccanismi di controllo del vettore di spinta.
I motori ad azionamento diretto si accoppiano direttamente al carico, riducendo il gioco e la complessità meccanica. I motori frameless vengono forniti come componenti di rotore e statore da integrare in una struttura ospitante, consentendo un ingombro ridotto per giunti cardanici, robotica, sistemi stabilizzati e attuatori.
I motori elettrici forniscono propulsione, azionamento, posizionamento, pompaggio, raffreddamento e controllo del movimento in tutti i sistemi militari aerei, terrestri, marittimi, d’arma, di sensori e di supporto. L’architettura del motore, l’elettronica di potenza, la progettazione termica, la protezione ambientale e l’integrazione devono essere adeguate alla missione.
Motori elettrici per droni della serie KBM di Kollmorgen
Gli aeromobili utilizzano motori elettrici nei comandi di volo, nel carrello di atterraggio, nelle pompe, nella ventilazione e nel posizionamento dei sensori. La propulsione dei velivoli senza pilota (UAV) può avvalersi di un motore elettrico ad alta velocità ottimizzato per garantire leggerezza ed efficienza, mentre i motori brushless con giunto cardanico stabilizzano i carichi utili elettro-ottici e di sorveglianza. Altitudine, raffreddamento, vibrazioni e qualità dell’alimentazione possono influenzare la progettazione.
Le piattaforme terrestri utilizzano motori elettrici per la trazione, lo sterzo, le trasmissioni ibrido-elettriche, le sospensioni, i manipolatori, le torrette e la robotica. I motori per veicoli terrestri senza pilota (UGV) devono tenere conto dei carichi del terreno, degli urti, delle vibrazioni, delle condizioni di stallo, del ciclo di lavoro, dei limiti termici e della potenza elettrica disponibile.
I motori navali svolgono funzioni di propulsione, sterzo, pompaggio, ventilazione, verricellaggio e movimentazione. I motori elettrici subacquei richiedono protezione dalla corrosione, tenuta o compensazione della pressione, cuscinetti adeguati, ingressi cavi protetti e una struttura compatibile con la pressione. I motori per AUV, i motori per ROV, i motori dei propulsori per ROV e i motori dei propulsori subacquei possono alimentare veicoli subacquei autonomi (AUV) e veicoli telecomandati (ROV).
Un motore elettrico per missili può azionare alette, cercatori o meccanismi di guida entro limiti rigorosi di dimensioni, peso, tempo di risposta e affidabilità. I motori supportano inoltre lanciatori, la movimentazione delle munizioni, la rotazione delle torrette, l’elevazione dei cannoni, i sistemi di caricamento automatico e le stazioni d’arma remote (RWS), dove i motori RWS devono mantenere un posizionamento accurato in presenza di urti, vibrazioni e movimenti della piattaforma.
Le antenne radar, i carichi utili elettro-ottici/infrarossi (EO/IR), i designatori laser, le antenne di comunicazione e i sensori di sorveglianza dipendono da un posizionamento preciso. I motori servoassistiti e i motori brushless per giunti cardanici garantiscono un controllo di precisione, mentre il feedback compensa i movimenti, le vibrazioni, le variazioni di carico e le velocità di puntamento.
Gli attuatori elettromeccanici controllano superfici, valvole, portelli, porte, serrature e meccanismi di dispiegamento. È possibile selezionare configurazioni di servomotori, motori a coppia, motori brushless e motoriduttori in base a forza, corsa, precisione, tempo di risposta, requisiti di mantenimento della posizione, ciclo di lavoro e spazio disponibile.
I motori delle pompe militari azionano le apparecchiature per il carburante, la lubrificazione, il liquido di raffreddamento, l’idraulica e altre attrezzature per la gestione dei fluidi. I motori alimentano inoltre ventilatori e soffianti per il raffreddamento e il controllo ambientale, dove l’efficienza, la durata dei cuscinetti e il comportamento termico incidono sulla limitata potenza disponibile a bordo.
I motori per verricelli militari, gli azionamenti per paranchi, i sistemi di carico, le rampe motorizzate, i macchinari per la movimentazione delle merci e le attrezzature di manutenzione supportano la logistica. Queste applicazioni possono dare priorità a una coppia di avviamento elevata, al controllo a bassa velocità, alla tolleranza al sovraccarico, alla frenata, alla protezione ambientale e a una struttura robusta.
I requisiti dei motori per la difesa dipendono dalla piattaforma, dalla missione e dalle specifiche contrattuali. Il termine «motore MIL-SPEC» dovrebbe pertanto riferirsi a requisiti di programma definiti piuttosto che a una classificazione universale dei motori.
I requisiti rilevanti possono includere:
La qualificazione dovrebbe essere valutata a livello di sistema, includendo il motore, il controller, il cablaggio, i dispositivi di retroazione, il raffreddamento, la struttura di montaggio e il carico. Anche la tolleranza ai guasti, la ridondanza, il comportamento di sicurezza in caso di guasto e la manutenibilità possono risultare rilevanti nelle funzioni critiche.
Lo sviluppo dei motori elettrici si concentra sempre più su una maggiore densità di potenza, un peso ridotto, una maggiore efficienza, prestazioni termiche ottimizzate e l’integrazione con l’elettronica di potenza e il controllo digitale.
Questi sviluppi rafforzano la necessità di considerare il motore elettrico come parte integrante di un sistema completo di propulsione o di controllo del movimento, tenendo conto in modo congiunto dei requisiti elettrici, meccanici, termici, di controllo, di affidabilità e ambientali.
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