Силовая установка для самолета на основе электродвигателей?
Тема: Силовая установка для самолета на основе электродвигателей?
В детстве делали модели (летающие!) на основе электродвигателей. Это было тридцать лет тоиу назад. Появились новые магниты, топливные ячейки, эффектифные турбогенераторы. Читал в свое время о проектах ЯСУ + электродвигатели.
Кое-что делают на Западе.Но информации мало.
http://www.itlicorp.com/news/848
Есть образцы глобальных БПЛА на солнечных батареях. А вот пилотируемые?
Хотя в части хохм мы впереди планеты всей -
http://il18parovoz.narod.ru/
И у нас народ приятные "мелочи" делает http://www.osu.ru/doc/961/article/477
до Запада далеко :
"Первый пилотируемый полёт самолёта с силовой установкой на PEM топливных элементах мощностью 20 кВт. состоялся 3 апреля 2008 года[3]. Проект разрабатывался компанией Boeing и группой европейских компаний. Топливные элементы производства компании UQM Technologies (США).
Fraunhofer Institute (Германия) разрабатывает беспилотный вертолёт с силовой установкой на водородных топливных элементах. Вес топливного элемента — 30 грамм, мощность 12 ватт[4].
Также беспилотные летательные аппараты с топливными элементами разрабатываются компаниями США и Израиля."
Граждане самолётостроители, расскажите, почему не делают самолётов на электродвигателях ? Ведь это по многим параметрам удобнее и выгодней. Если не атомные, то, хотя-бы, "гибридные" как тойота приус :)
Будет называться дизель-электролёты.... побежал патентовать название...пока янки не опередили.
Бессмысленная и крайне затратная затея для авиации в отличии от водно-корабельного дела. Вся причина разницы очень проста: для водной среды нужна на выходе максимально медленно вращающася вально-винтовая система с большим моментом слы - толкаем тяжёлую/плотную и несхимаемую воду, а в авиации - наоборот: максимально быстрро вращающася система лопастей с малым моментом - толкаем очень лёгкий разреженнный и сжимаемый воздух. Потому в авиации и применяется система прямого турбинного привода или одно-шестерёнчатого с очень малым коэффициентом преобразования, чем меньше ступеней преобразования, как всегда в механике - тем меньше потери (выше кпд)легче общий вес конструкции, не говоря уже об отсутствии самого преобразовательного оборудования как такового. Для водных кораблей преобразовательная система: высокие обороты+малый момент->малые обороты+высокий момент нужна по определению, в любом случае, деваться некуда. Потому ещё почти век назад сообразили, что преобразователь через электросистему несоизмеримо выгодней механического - легче, проще, надёжней, проще регулируется и имеет более широкий рабочий диапазон: все корабли ныне дизель-электроходы. С самолётами так просто не получится - там одни потери - обороты всё равно нужны те же самые предельно высокие, тогда спрашивается: зачем огород городить - потери в кпд за счёт преобразования+ громадный дополнительный вес.
Спасибо за разъяснения. Про дизель-электроходы знаю - я на дизель-электроходе проекта 97П в младенческом возрасте делал первые шаги, буквально... :)
Мне казалось, что у электродвигателя всё же могут быть определённые выгоды: кроме обычных выгод гибридной схемы (ресурс ДВС), например, во всех до единой схемах всяких конвертопланов конструкторы вынуждены создавать схемы с механически поворачиваемыми на 90 градусов движками, а движки не маленькие, механические узлы поворота - большая головная боль, возникающие в процессе поворота явления - ещё большая головная боль...
На мой сугубо дилетантский взгляд, если винты будут вращаться компактными двигателями, то по крайней мере узел поворота будет куда проще сделать - надо будет силовые кабели и кабели управления провести, что проще, чем "поворачиваемые" топливопроводы. Конечно, о других последствиях применения электродвигателей я не думал - и судя по вашему описанию, недостатки сильно превысят эфемерные достоинства...
я имел в виду "компактными электродвигателями"
Есть одно неоспоримое преимущество электродвигателя - очень маленький тепловой след. Для БПЛА - самое то.
> Потому в авиации и применяется система прямого турбинного привода или одно-шестерёнчатого с очень малым коэффициентом преобразования ...
Какой там коэффициент преобразования у Нк 93, напомните пожалуйста? Электродвигатели бываюn очень высокооборотистые, если уж на то пошло, если мне память не изменяет, потому их и применяют в аэродинамических трубах :)
Ну так НК-93 пока только ещё 1н, в проекте. Хотя и Пратт-Уиттни похожий заканчивает. Но всё же -пока никто и не думает вместо механического редуктора НК-93 ставить на самолёты ДОПОЛНИТЕЛЬНО дизель генераторы и электромоты соовествующей мощности и веса, как на наземном стенде - там пожалуй, от полезной нагрузки самолёта ничего и не останется - одни генераторы.
12:28 fdsa asdf пишет: "...Граждане самолётостроители, расскажите, почему не делают самолётов на электродвигателях ?"
- А фазу требуемой мощности на борт по проводам подавать будете?
есть же всякое - топливные ячейки, атомные реакторы (у нас их вроде бы даже в итоге довели до ума), обычные генераторы с двс,в конце концов.
To fdsa asdf
Не берусь спорить со специалистами, но может статься, что эта тема имеет право на жизнь. Вопрос в энегоэффективности топливных элементов, как адекватной замене керосину с его теплотворной способностью (цену, ресурс, удельную массу и пр. пока не рассматриваем). Когда связка топливные элементы + электродвигатель сравняется со связкой керосин + эффективный для своей ниши традиционный авиадвигатель, тогда эта тема пойдет. Потенциальные предпосылки по моему уже появились, когда года три назад японцы пустили в разработку топливные элементы на замену в перспективе литий-ионных аккумуляторов. Для начала в нише мобильных телефонов. А это уже массовый рынок, глотающий передовые технологии быстрее, чем в других сферах и затраты там на НИОКР достаточно серьезные. Хотя то, чему меня учили до этого - этому противоречит. Но эта тема так прогрессирует...
Цитата:
Израильская компания Aeronautics Defense Systems поставит модернизированную версию беспилотного летательного аппарата (БПЛА) Orbiter одной из стран СНГ, сообщает Flight International.
Издание не уточняет, какому именно государству СНГ предназначаются БПЛА. Указывается только, что они будут использоваться артиллерийскими подразделениями.
Модернизированная версия БПЛА Orbiter отличается от базовой модификации использованием более мощной антенны для связи с оператором, что позволяет расширить дальность действия аппарата до 40 километров.
Кроме того, увеличено время и высота полета - до 2-3 часов и 5,5 тысячи метров соответственно. Корпус модернизированной версии БПЛА Orbiter имеет те же параметры, что и базовая модификация: длина - 1 метр, размах крыла - 2,2 метра. Максимальная полезная нагрузка - 1,5 килограмм.
На БПЛА Orbiter может устанавливаться различное оптико-электронное оборудование для дневной и ночной съемки. В аппарате используются современная авионика, GPS и инерциальная навигационная система (INS).
Благодаря использованию бесшумного электрического двигателя аппарат способен выполнять различные разведывательные задачи на низких высотах и передавать изображение объектов в реальном режиме
Итак, вот настоящий стелс - не отражает, не излучает , не оставляет тепловой след и не не шумит!
А вам бы все хиханьки. Может дело было в Южной Осетии не в целеуказаниях с амеровских спутников?!
Да, действительно, "хиханьки да хаханьки". А ведь небольшие электролеты вполне способны и дешево и сердито определять цели. Наберите, любопытства ради "авиамодельный спорт"-Вы поразитесь - как за последние годы они скакнули вперед. Причем это энтузиасты. А вот если на промышленную основу. А Мы все гигантизмом страдаем -типа Ту-123 и следующие за ним.
Насколько я располагаю информацией по электромоторам применительно к авиации, то на текущий момент для полноразмерных (и полноценных) пилотируемых самолётов электромотор в чистом виде пока не применим. Сложность в обеспечении его необходимым питанием. То есть, потенциально его дать можно, но мало какой самолёт поднимет столько (по массе и объёму) элементов питания. На беспилотниках это сделать можно, поскольку они меньше и легче, а потому и необходимая им мощность мотора также нужна в более малом размере. А вот с лётчиком, да ещё и с обеспечением самолёту хорошей скорости.. Пока это тяжко. А вот в относительно ближайшем будущем это вполне возможно. Надеюсь, это решиться не путём развития обычных батареек, потому как иначе их некуда будет утилизировать ;)
Тут пройдёт только судовая энерго-установка - дизель-электролёт: комбинация ДВС+генераторная станция + движительная система - электро-двигатели+винты. Априори понятно, что для малой авиации это бессмысленно - рожа треснет,всё это городить(что уж говорить про атомный реактор - вообще-то надо попугать всерьёз американцев, ОАК дурака валять не впервой, они только этим и заняты, надо объявить о немедленно и громогласно о новом тотальном проекте перевода всей бомбардировочной авиации на ядерные двигатели - тот-то смеху будет - попробуй его сбей - ущерб больше, чем от его бомб). Но вот провести детальный расчёт для тяжёлого широкофюзеляжного самолёта такой дизель-электрической энергоустановки на современном уровне наверняка из здесь присутствующих могут без больших трудностей и Дмитрий Боев и Владимир Ломазов, я с большим напрягом и временем, мне потребуется больше справочников поднимать. В принципе, прогресс высокооборотных электромоторов за последние годы очень заметен,судя и по авто-гибридам и по энергетике, в отличие от несущественного прогресса в топливных элементах и аккумуляторах, потому такая система энергетически может оказаться вовсе не абсурдной и даже совсем не дорогой, если ТОЛЬКО ОНА ПРОХОДИТ ПО ЧИСТОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ. Что нужно?
Скажем, берём самые передовые современные судовые или дизель-генераторные энергоустановки: с надводных быстроходных судов или !!! подводных лодок, помещаем их, скажем, на нижнюю палубу того же Ил-96 ровно по середине (чтобы не нарушить равновесие) и рассчитываем насколько реально запитать этим, скажем 2 самых высокомощных приводных электромотора для электрического аналога НК-93?
Если это проходит хотя бы с некоторым натягом, тогда можно дальше огород городить - избавляемся от необходимости делать с 0 такие уникальные движки как у Б-777, которые чрезвычайно дороги, капризны и весьма прожорливы.
Правда, всё же дизель-генераторов, похоже придется всё же тоже монтировать в пузе самолета 2 штуки - на случай отказа - вес неслабый получается. Хотя есть заметная - существенная экономия веса за счёт отказа от лишнего 5го(3го) двигателя каждого современного большого самолёта - как известно, любой современный большой самолёт имеет такой дополнительный отдельны ДВС-генератор. Но надо всё же знать реальные характеристики таких современных дизель-генераторов, у них повторяю, прогресс заметный.
А про все эти экспериментальные "саолёт-разведчики" размером с муху - то не берите в голову, это всё полная чепуха на уровне развлечений богатых милиардеров-моделистов типа Романа Абрамовича, за наложницами в спальню подглядывать. Это всё на уровне разговоров про Международную Марсианскую Экспедицию - уж 40 лет тем разговорам, уж 10 президентов сменилось за этими разговорами, уж Фидель Кастро на пенсию пошёл, а эти разговоры всё на том же уровне разговоров.