Конференции

 
 

Силовая установка для самолета на основе электродвигателей?

Тема: Силовая установка для самолета на основе электродвигателей?

04.09.2008 Seerndv пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Я голосую за использование топливных элементах и солнечных батарей , особенно эффективных с ростом высоты полета. Достижиам практически полная незаметность и неограниченность полета для БПЛА. Да что голосовать, есть уже такие серийные аппараты и не у нас.:( И не надо никаких дирижомблей для наблюдения за границами - вот ведь, пропихнули тему чтоб занять бывший цех для изготовления баков к "Энергии". А для большеньких подойдет генератор на базе тех же газовых турбин - тем более тот же СНТК их вовсю клепает для наземных установок. С ростом частоты вращения и частоты тока размер падает пропорционально и вес, бортовые сети не надо подгонять по 50 Гц. Да плюс возможности комбинирования с МГД установкой. Но это не я придумал - прочитал ТМ времен первого топливного кризиса - 1973г.

04.09.2008 Мизин Сергей пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Расчёт давайте.
Топливные элементы для лайнеров дело соверщенно бесперспективное - лет на 200.

04.09.2008 Seerndv пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Для лайнеров - да пока. Для БПЛА - уже самое то.

04.09.2008 andrey_che пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Пока, как мне кажется, пилот и электродвигатель в качестве силовой установки на одном борту никак не уживаются.

Если только кто-нибудь "в металле" не "вспомнит" работы Н.Теслы в области сверх-высокочастотной беспроводной передачи энергии. (?!)

Но, как оказалось, проще создать газовую турбину.
Как писал Инж. С. Ратнеръ в статье "О ГАЗОВОЙ ТУРБИНЕ" ("Двигатель" № 13, 14 за 1911 г.) "...Принцип газовой турбины внутреннего сгорания известен: в хорошо изолированную камеру вдувается струя воздуха компрессором, приводимым в действие турбиной; воздух вместе с поступающим туда бензином или газом образует горючую смесь. Продукты горения расширяются в сопле Лаваля и приводят во вращение колесо Лаваля. Эта крайне простая по конструкции турбина не имеет однако никаких шансов на существование: наличность компрессора является ее убийственным недостатком. До сих пор не удалось еще построить центробежный, беспоршневой компрессор, который давал бы мало-мальски сносный коэффициент полезного действия; следовательно, на одно сжатие воздуха и газа уходило бы очень много энергии. Если бы даже и существовал вполне хороший компрессор, то рабочее колесо, сопло и самая лучшая камера не вынесут высокой температуры, развивающейся в последней. Несостоятельность газовой турбины внутреннего сгорания, таким образом, вполне ясна, поэтому мы к ней больше возвращаться не будем..." http://engine.aviaport.ru/issues/36/page02.html

, чем разобраться в идеях Н. Теслы о беспроводной передачи энергии.

04.09.2008 Seerndv пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

http://www.avweb.com/avwebflash/news/BoeingFliesFuelCellAircraft_197531-1.html
За что уважаю Боинг - не жалеют денег на резерчи.
И, по мнению того же Боинга:
In addition to being inherently cleaner and quieter than current technology gas turbines, fuel cells can generate approximately twice as much electricity from the same amount of fuel.
Это в части использования ТЯ для генерации электричества на борту.
Кстати, не только он: http://www.avweb.com/.../news/electric_airplane_randall_fishman_198151-1.html

04.09.2008 Seerndv пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Собственно, я не двигателист, но:
1. малая вибрация
2. нет потери мощности в зависимости от высоты
3. с охлаждением меньше проблем
4. а уж помпажа в принципе быть не может:) Вот надддув для обеспечения ячееек необходиммым кислородом - вполне может потребоваться.
5. электронное гибкое управление
6. РЕСУРС!!! Ни поршневым, ни турбинам такое и не снилось.
7. шума нет
8. простота обслуживания!
Единственно, вопрос по винтовым движетелям с саблевидными лопастями - энтузиазм , что они могут быть вполне эффективны даже на субзвуковых скоростях и высоте до 25 км оправдался?

05.09.2008 Jazz пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Электромотор в качестве силовой установки - дело далекого будущего.

Если лошадиные силы современного ТВД или «поршня» пересчитать в механическую мощность, необходимую на валу электромотора, затем в «электро»киловатты, а затем в потребляемые токи, то удельную массу мотора, сечение питающих шин, характеристики управляющих ключей и требуемую выходную мощность бортовой «электростанции» уже и считать не захочется, особенно с учетом того, что на самолете положено все особо ответственное резервировать.

Даже когда на борт пытались пристроить ядерный реактор (Ту-95ЛАЛ и NВ-36H), электродвигатель в качестве СУ никто не рассматривал.

Гибриды – тоже не решение. Остаются некоторые из вышеперечисленных проблем, кроме того, электромоторы просто добавятся к уже имеющимся обычным (или «встроятся» в них). Необходимо будет повышать мощность штатных генераторов (в связи с добавлением функции «Зарядка»), где-то размещать большую аккумуляторную группу и пр.

Т.е., возможно, вся экономия топлива будет «съедена» ухудшением весовых характеристик.

Конечно, несколько пилотируемых «электролетов» уже создано. Но хорошо известно, какой ценой обеспечиваются их скромные летные данные: не вполне корректно, в ущерб прочности и ресурсам достигнута уникальная весовая отдача (машина иногда весит меньше летчика!). Огромные площади крыльев (аэродинамическое качество достигает 40), каждый свободный сантиметр занят пленочными солнечными батареями (для мотора 2.5 кВт – более 10 тыс. элементов). Буферные аккумуляторы (пока, к сожалению, малоресурсные) не столько выдают ток в нагрузку, сколько сами заряжаются.

«Solar», и все остальное, что на сегодня построено - это единичные демонстраторы, и, в общем, не самолеты, а планеры с мотором. Такие наработки пока применимы действительно, только в высотных барражирующих БПЛА.
......
Пока авиаконструкторы относятся к электромоторам недоверчиво и решились на применение в сравнительно малоподвижных и «малорежимных» кинематиках: аварийная система выпуска шасси, перекладка стабилизатора, управление закрылками и т.д. Нынешним массовым типам моторов большего на самолете, видимо, не доверят.

Нужны новые идеи. Из того, что есть сегодня, самые многообещающее - это т.н. «вентильные» электродвигатели.

У них много достоинств: быстродействие и динамика (способность безинерционно исполнять все изменения заданных режимов работы), широкий диапазон частот вращения, высокий КПД (> 90 %), повышенный ресурс (мотор бесколлекторный, т.е. нет «скользящих» и «трущихся» токосъемников) и много других качеств, очень подходящих для авиации.

Есть и недостатки: сложная система управления и высокая стоимость (обусловленная еще и применением в конструкции ротора дорогостоящих постоянных магнитов).

А благодаря такому параметру, как «точность позиционирования», т.е. возможности управлять не только частотой вращения, но и положением (углом поворота) ротора, вентильным моторам возможно, в недалеком будущем, доверят уже управление рулями и элеронами. Если такое случится, то и это будет настоящая «революция», наконец-то можно будет отказаться от тяг, тросов а, главное, от гидравлики – одной из самых громоздких и ненадежных систем на самолете.

С уважением.

05.09.2008 Seerndv пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Хм, я так понимаю, ссылки вы не смотрели. Там не этажерки типа Solar, а уже нечто близкое к легким Цеснам. Особенно у Боинга. Если хотите, поищу Локхидовский вариант. А в ЦИАМ-е по моим сведениям ( от сотрудников НИИД) нет и группы которая хотя бы отслеживала это, на тот случай когда в очередной раз опаздаем, чтоб хотя бы купить самое перспективное.
В БПЛА они уже применяются СЕРИЙНО у евреев и британцев, для самых малозаметных моделей.
А что насчет винто-вентилярных движителей с саблевидными лопастями?

05.09.2008 Мизин Сергей пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Насчёт бесперспетивности элементов согласен.
А вот насчёт электро-двигателей не согласен. Ресурсные электро-двигатели грандиозной мощности заполонили весь мир, он ими движется - от электричек и тягловых элетровозов самой большой мощности, до морских судов! которе намного опережают самолёты (хотя имеют меньшие обороты) и приводных элетродвигателей всех прокатных станов всей металлургии в мире, чья единичная мощность составляет в среднем 20-30 МегаВатт. Потому расчёт не лишён смысла. Тут слабое место как раз НЕ элетро-двигатель! который, повторяю, сейчас можно найти готовый и подобрать любой, с ресурсом и надёжностью, которые турбинам и не снились - это просто консерватизм авиации. Слабое место как раз ДВС - энерго-генерирующая топливная станция - её весо-мощностные параметры.

05.09.2008 Seerndv пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

> Насчёт бесперспетивности элементов согласен.
Упс, Боинг считает ровно наоборот. Впрочем , топливными ячейками у нас было всегда не плохо, а просто никак.
А тот же Боинг говорит, что уже сейчас можно получать от ТЯ энергии в два раза больше от того же количества топлива, чем от турбогенератора. Увы, наша отсталость тут полная.

08.09.2008 Seerndv пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Нет, и у нас энтузиасты имеются:
http://nild.narod.ru./gibrid_avia.html
- у меня правда не очень впечатление, с ТЯ то лучше.
http://nild.narod.ru/elektro_dvigatel.html
- а вот движки по показателям вроде как и неплохи?

17.02.2009 minmatarec пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

на вышеприведённом сайте http://www.itlicorp.com нашёл два материала о самолётах с электродвигателями:

Самолет Hy-Bird совершит кругосветный перелёт только с помощью возобновляемых источников энергии
http://www.itlicorp.com/news/1061

ElectraFlyer-C - электрический самолет
http://www.itlicorp.com/news/1317

на сайте много полезного материала, но поиска нет. приходиться использовать гугл типа
http://www.google.ru/...

17.02.2009 Гомберг Александр пишет:
Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Вопрос конечно интересный....
Если мы будем использовать водород в качестве топлива для Топливных элементов, то почему бы не топить им обычный ВРД с лучшим эффектом? Эксперимент на Ту-155 успено проведен уже много лет назад. Просто водород сложно хранить. Так что тяжелые и капризные (пока) топливные элементы вряд ли поднимут нормальный самолет. Да и любой поршневик тоже работает на водороде и на выходе та-же вода...
Легкий самолет "на батарейках" тоже построили на базе серийного, мотор размером с консервную банку (20 КВт), аккумуляторы нашли (на 15 мин. полета), а вот преобразователь ( или как-то он называется) найти не смогли, серьезные фирмы запросили огромные деньги, теперь они лепят его сами. Так что на батарейках хорошо летают только небольшие БПЛА массой до 5 кг. и конечно это модели планеров с хорошим качеством.
Для парового двигателя нужно много воды - что возить ее с собой?
Собственно А.М.Люлька строил паровой двигатель для самолета, и когда построил осталась одна проблема: как охладить и сконденсировать пар? Нужен был еще вентилятор для охлаждения радиаторов, а мощность снять было уже неоткуда. И тогда он (или кто-то из его ребят) решил поставить небольшую ГАЗОВУЮ ТУРБИНУ для привода этого вентилятора... Когда они обсчитали параметры получилось очень неплохо и они решили выбросить весь этот паровой котел и ... оставить только газовую турбину. Так был изобретен первый в России авиационный ВРД. Так что паровая турбина, вещь хорошая но не для полетов. Просто Франк Уитл сделал это уже в 1929 году (см. журнал "Двигатель").
Кстати обороты гребного винта и воздушного винта самолета для двигателей равной мощности примерно одинаковы!

Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

Указанная Александром ошибка идёт из-за идентификации современных ГТД и обычных ПД с винтовыми приводами. Народ знает об оборотах ГТД и сопоставляет их с оборотами винта. Совершенно беспочвенно: винт не колесо компрессора и на таких оборотах не работает.
Конечно же, надо пробовать новые варианты приводов: именно это и заставляет нарабатывать элементную базу. Но та что есть не даёт пока оснований всерьёз говорить о переходе на другую технику и иные энергоносители. Электромоторы в авиации пока - игрушка. Поднимают в лучшем случае себя (с необходимой для работы требухой) и весьма ненадолго. А уж, основываясь на сходстве названий, открывать в ЦИАМ отдел силовых авиационных электродвигателей - профанация идеи. Исследовать технику должны именно специалисты по этой технике - начиная от ВЭИ и до специализированных институтов и учебных кафедр МЭИ и пр.
А пробовать, конечно надо.
Только у нас государство не хочет платить и за исследования в области традиционной деятельности; что уж говорить о пионерских изысканиях. Ну, а если есть энтузиасты с деньгами и без башни - флаг в руки и барабан на шею (поскольку на начальных этапах все исследования ещё долго будут вести только к потерям средств: все новые дела покоятся на костях своих основателей).
А хобби - личное дело каждого. Нравится? Очень хорошо! Вперёд и с песней. Но
не надо только требовать, чтобы весь мир вам шёл в подмастерья.

Сообщить модератору
Ссылка на это сообщение
 

А я вот гляну на этот вопрос со стороны экономики.

Какой вариант, даже если он осуществим технически, обеспечит выигрыш перед имеющимися?

Ведь если так посмотреть, ТРД и, особенно, турбовентиляторы обеспечили преимущество по сравнению с ТВД, котрые, в свою очередь, оказались эффективнее двигателей поршневых (я имею в виду не расход топлива, а экономическую эффективность использования самолета с такими двигателями).

Более того, - развитие технологий на земле и на море (скажем, замена тепловозов электровозами где можно) приводит к снижению потребности в топливе, что, в свою очередь, удешевляет оное для традиционной авиатехники.

Ответить в тему:



Авиапорт.Конференции

Агентство «АвиаПорт» является разработчиком программного обеспечения, позволяющего зарегистрированным пользователям сайта общаться друг с другом. Все сообщения отражают собственное мнение их авторов, и агентство не несет ответственность за достоверность и законность информации, публикуемой пользователями на страницах раздела.