Os motores elétricos MIL-SPEC são componentes de controlo de movimento concebidos para sistemas de defesa e aeroespaciais, que suportam funções de propulsão, atuação, posicionamento, bombagem, arrefecimento e funções auxiliares. As configurações incluem motores CC sem escovas, CC com escovas, PMSM, de passo, servo e sem estrutura.
Esta página apresenta fornecedores de motores elétricos militares com soluções para aeronaves, veículos terrestres, robótica, plataformas navais e submarinas, armamento, sensores e equipamento de apoio.
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Os motores elétricos são fundamentais para os sistemas de defesa e aeroespaciais, convertendo energia elétrica em movimento mecânico para propulsão, atuação, posicionamento, bombagem, arrefecimento e funções auxiliares. Um motor elétrico militar pode ser submetido a condições de temperatura, vibração, choque, interferências eletromagnéticas, pressão e humidade, tornando a fiabilidade, a densidade de potência, a gestão térmica, a vedação e a compatibilidade eletromagnética aspetos críticos.
A seleção do motor deve ter em conta o binário de pico e contínuo, a velocidade, a tensão, a corrente, o ciclo de trabalho, a eficiência, os limites térmicos, o método de controlo, o design, o arrefecimento, a exposição ambiental e a qualificação. As aplicações vão desde soluções de motores leves e de alta velocidade para sistemas aéreos até motores elétricos à prova de água para operações marítimas e submarinas.
Os motores CC sem escovas utilizam um controlador eletrónico de velocidade (ESC) ou outro sistema de acionamento para comutar eletronicamente as fases do motor, em vez de recorrerem a escovas mecânicas, reduzindo assim o desgaste e permitindo um controlo eficiente. São adequados para equipamento aeroespacial, robótica, bombas, ventiladores, suspensões cardânicas e propulsão. Os motores sem escovas à prova de água podem ser concebidos para plataformas marítimas, onde a estanqueidade e a resistência à corrosão são fundamentais.
Motores de alto binário para UAV da Allient
Os motores de corrente contínua com escovas utilizam escovas e um comutador mecânico para comutar a corrente através dos enrolamentos do rotor. Os seus controlos simples podem ser adequados para atuadores, bombas, mecanismos auxiliares e equipamentos mais antigos, embora seja necessário ter em conta o desgaste das escovas, a formação de arcos elétricos, a manutenção e o ruído eletromagnético.
Os motores síncronos de íman permanente (PMSM) utilizam ímanes permanentes no rotor e um campo do estator controlado eletronicamente. A sua eficiência e elevada densidade de binário tornam-nos adequados para sistemas compactos de propulsão e controlo de movimento, incluindo veículos militares eletrificados e equipamento aeroespacial. Os limites de temperatura dos ímanes e o risco de desmagnetização requerem atenção.
Os motores de indução CA geram corrente no rotor através da indução eletromagnética, em vez de recorrerem a ímanes permanentes ou a ligações diretas ao rotor. A sua construção robusta é adequada para sistemas de propulsão, bombas, ventiladores, compressores e maquinaria. Os variadores de frequência (VFDs) proporcionam velocidade e binário controlados.
Os motores de relutância comutada (SRMs) produzem binário à medida que o rotor se desloca em direção a uma menor relutância magnética sob excitação sequencial do estator. O seu rotor simples, sem enrolamentos nem ímanes permanentes, permite o funcionamento a alta velocidade e a altas temperaturas, embora a ondulação do binário, o ruído acústico e a complexidade do acionamento exijam um trabalho de engenharia.
Os motores de passo deslocam-se em incrementos angulares discretos. Podem proporcionar um posicionamento repetível sem feedback de circuito fechado quando as cargas são previsíveis, sendo adequados para instrumentação, posicionamento de antenas, válvulas e sistemas óticos. É necessário ter em conta a margem de binário, a velocidade, a ressonância e o risco de perda de passo.
Os servomotores operam no âmbito de sistemas de controlo de movimento em circuito fechado, utilizando feedback de posição, velocidade ou binário, em vez de representarem um tipo distinto de motor eletromagnético. Os servomotores militares são utilizados em controlos de voo, cargas úteis estabilizadas, sistemas de radar, estações de armas e equipamento de apontamento de precisão.
Os motores elétricos são frequentemente combinados com caixas de velocidades, sensores, controladores, travões e transmissões para formar acionamentos eletromecânicos. Os atuadores rotativos proporcionam movimento angular, enquanto os atuadores lineares utilizam normalmente parafusos ou mecanismos semelhantes para portas, escotilhas, mecanismos de desdobramento e sistemas de posicionamento. Os atuadores eletromecânicos também podem operar superfícies de controlo, válvulas e mecanismos de controlo do vetor de impulso.
Os motores de acionamento direto acoplam-se diretamente à carga, reduzindo a folga e a complexidade mecânica. Os motores sem estrutura são fornecidos como componentes de rotor e estator para integração numa estrutura anfitriã, permitindo um design compacto para cardãs, robótica, sistemas estabilizados e atuadores.
Os motores elétricos proporcionam propulsão, atuação, posicionamento, bombagem, arrefecimento e controlo de movimento em sistemas militares aéreos, terrestres, marítimos, de armamento, de sensores e de apoio. A arquitetura do motor, a eletrónica de potência, o projeto térmico, a proteção ambiental e a integração devem estar em conformidade com a missão.
Motores elétricos da série KBM para drones da Kollmorgen
As aeronaves utilizam motores elétricos nos controlos de voo, no trem de aterragem, nas bombas, na ventilação e no posicionamento de sensores. A propulsão dos Veículos Aéreos Não Tripulados (UAV) pode recorrer a um motor elétrico de alta velocidade otimizado para baixo peso e eficiência, enquanto os motores sem escovas com suspensão cardã estabilizam as cargas úteis eletro-ópticas e de vigilância. A altitude, o arrefecimento, a vibração e a qualidade da energia podem influenciar o projeto.
As plataformas terrestres utilizam motores elétricos para tração, direção, transmissões híbridas-elétricas, suspensão, manipuladores, torres e robótica. Os motores para veículos terrestres não tripulados (UGVs) devem ter em conta as cargas do terreno, os choques, a vibração, as condições de bloqueio, o ciclo de funcionamento, os limites térmicos e a potência elétrica disponível.
Os motores navais desempenham funções de propulsão, direção, bombagem, ventilação, guincho e manuseamento. Os motores elétricos subaquáticos requerem controlo da corrosão, vedação ou compensação de pressão, rolamentos adequados, entradas de cabos protegidas e construção compatível com a pressão. Os motores para AUV, os motores para ROV, os motores de propulsão para ROV e os motores de propulsão subaquáticos podem acionar Veículos Subaquáticos Autónomos (AUV) e Veículos Operados à Distância (ROV).
Um motor elétrico de míssil pode acionar aletas, sensores de busca ou mecanismos de orientação dentro de limites rigorosos de dimensão, peso, tempo de resposta e fiabilidade. Os motores também suportam lançadores, manuseamento de munições, rotação de torres, elevação de armas, carregadores automáticos e Estações de Armas Remotas (RWS), onde os motores RWS têm de manter um posicionamento preciso sob choque, vibração e movimento da plataforma.
As antenas de radar, as cargas úteis eletro-ópticas/infravermelhas (EO/IR), os designadores a laser, as antenas de comunicação e os sensores de vigilância dependem de um posicionamento preciso. Os motores servo e os motores de cardã sem escovas proporcionam um controlo preciso, enquanto o feedback compensa o movimento, a vibração, as variações de carga e as taxas de orientação.
Os atuadores eletromecânicos controlam superfícies, válvulas, escotilhas, portas, fechos e mecanismos de desdobramento. É possível selecionar configurações de servomotores, motores de binário, motores sem escovas e motores com engrenagens de acordo com a força, o curso, a precisão, o tempo de resposta, os requisitos de retenção, o ciclo de trabalho e o espaço disponível.
Os motores de bombas militares acionam equipamentos de combustível, lubrificação, arrefecimento, hidráulicos e outros equipamentos de manuseamento de fluidos. Os motores também alimentam ventiladores e sopradores de arrefecimento e de controlo ambiental, onde a eficiência, a vida útil dos rolamentos e o comportamento térmico afetam a potência limitada a bordo.
Os motores militares para guinchos, acionamentos de guindastes, sistemas de carga, rampas motorizadas, maquinaria de manuseamento de carga e equipamento de manutenção apoiam a logística. Estas aplicações podem dar prioridade a um elevado binário de arranque, controlo a baixa velocidade, tolerância à sobrecarga, travagem, proteção ambiental e construção robusta.
Os requisitos dos motores para a defesa dependem da plataforma, da missão e das especificações do contrato. O termo «motor MIL-SPEC» deve, por conseguinte, referir-se a requisitos definidos do programa, em vez de uma classificação universal de motores.
Os requisitos relevantes podem incluir:
A qualificação deve ser avaliada ao nível do sistema, incluindo o motor, o controlador, o cabeamento, os dispositivos de retroalimentação, o arrefecimento, a estrutura de montagem e a carga. A tolerância a falhas, a redundância, o comportamento seguro em caso de falha e a facilidade de manutenção também podem ser relevantes em funções críticas.
O desenvolvimento de motores elétricos centra-se cada vez mais numa maior densidade de potência, menor peso, maior eficiência, desempenho térmico e integração com a eletrónica de potência e o controlo digital.
Estes desenvolvimentos reforçam a necessidade de considerar o motor elétrico como parte de um sistema completo de propulsão ou controlo de movimento, tendo em conta, de forma conjunta, os requisitos elétricos, mecânicos, térmicos, de controlo, de fiabilidade e ambientais.
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