Было бы не плохо поучаствовать в создании силовой установки электрической.
Применение электрических двигателей и суперконденсаторов в СЛА.
JohnDoe
Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
- Откуда
- где-то в России....
Нет, просто в заб(п)ое находился, депрессия, блин. 🙁 Ну, давайте попробуем ещё разок:
Это также верно, но, опять же, "при прочих равных". На данный момент удельная ёмкость аккумов примерно в те же 100 раз меньше таковой у бензина, т.е. электролёт сможет пролететь "в 100 раз надёжнее" на в 100 раз меньшее расстояние. 🙂
На массу аккумуляторов Вы можете воткнуть второй ДВС с винтом снизив, таким образом, вероятность критического отказа. Что и делается, весьма успешно и довольно давно.
По большому счёту авиаДВС(не "истребительный", а "обычный") расчитан на работу в этих самых режимах. Попасть в неэффективную зону можно неправильным подбором двигателя/винта под ероплан, или неверным проектированием ЛА под двиг. Опять же КПД генератора/эл.двигателя не постоянен и также зависит от нагрузки/оборотов и пр. Посему выигрыша не будет. ИМХУ.
Я не утверждаю, что ГТД с электрогенератором прямо на его валу(или даже как часть ротора ГТД) будет лучше по КПД, он будет легче/проще/надёжнее. Т.к. известно, что чем выше обороты генератора, тем меньше его габариты при одинаковой мощности. Я давно(лет 5-ть) носился с этой идеей, а вот поди ж ты, немцы из БМВ(или Мерса) её намедни реализовали и со следующего года планируют ставить на турбированные авто такие турбины. 😉
Кстати, для Ёроплана вполне может подойти комбинированный генератор, т.е. СПГГ+ турбогенератор, вот тут недостатки СПГГ: небольшой диапазон регулирования мощности(ниже чем у ДВС), трудность запуска(сложнее, чем у ДВС) нивелируются режимом эксплуатации, в то же время такие установки легче/проще дешевле и находятся посередине между ДВС и ГТД. ИМХУ.
Я согласен с двигателями ГТД.
Может когда нибудь будут ставить ТОТЭ и решится проблема с электроэнергией. Технология их производства не очень дорога и можно организовать не большую фирму, я предполагаю стоимость будет в пределах 10тр за 1кВт электроэнергии. Вес объем мощность ТОТЭ на 1кг 1литр 1кВт. Любое горючее топливо. Минус в том что надо постоянно держать ТОТЭ нагретым или работающим. За 2 суток температура падает на четверть и нужно будет подогреть.. включить на время блок. Плюс то что там нет движущихся частей и все бесшумно с высоким КПД. http://ru.wikipedia.org/wiki/Твердооксидный_топливный_элемент
Хотелось бы узнать практическую затрачиваемую мощность разных СЛА при горизонтальном полете и максимальной мощности двигателя при взлете(набора высоты) и врямя работы при максимальной мощности, для расчета теоретического двигателя на электротяге.
К примеру. Для полета мотодельтоплана в двоем нужна мощность 85лс двигателя при старте в течении 1мин. Для горизонтального полета на 100% скорости (100км/час) 20лс. Примерно можно узнать мощность из оборотов винта (колличества толкаемого воздуха узнать! при заданной скорости), по формулам расчитать (я не считал а предположил).
Получаем. 25кг ТОТЭ, 5кг ГТД( 25кВт) и накопитель из суперкапов 30Вт/час кг (40кВт в течении 1мин) 22кг. Электроника общая 10кг. Двигатель электрический мощностью 100кВт (с запасом) 20кг. Вес получится 25+22+20=87кг. (или 67кг ГТД). Расход топлива на 100км солярка ~ 3литра (8 ГТД). На баке 50л в двоем пролетаем расстояние в 1600км (625км на ГТД).
КПД ГТД гибридного двигателя выше... я пока не знаю их конструкцию. Будет больше машин, больше возможности их приобретать для СЛА.
Возможно Ёропланы в будущем будут обычными СЛА потому что до первого ремонта Ёроплана он налетает 100 000часов.
JohnDoe
Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
- Откуда
- где-то в России....
Тут всё относительно просто, для горизонтального полёта требуется чтобы выполнялось равенство взлётный вес = тяга * аэродинамическое качество, а с одной лошадиной силы можно снять около 3 кг тяги(в среднем. Зависит от винта). Т.е. для мотодельта с АК = 5 для горполёта нужно 100 кг тяги или 100 / 3 = 34 л.с. Также принято считать, что для горполёта двиг использует 75% мощности(остальные 25% нужны для взлёта/набора и пр.), т.е. в вышеозвученном примере полная мощь движка должна быть 34 + (34 * 0,25) = 43 л.с. Берёте ещё запас(на тот случай, что производитель мощность завысил, двиг не много "не тянет", винт подходящий не подбирается, дюраль на сталь пришлось заменить и пр.) Итого сил 50 двиг понадобится.
Берите любой нравящийся Вам СЛА(данные по их взлётной массе, АК и пр. должны быть в характеристиках) и считайте по вышеприведённой методе. Или рассчитывайте ЛА самостоятельно. В файловом архиве форума валяется достаточно книжек по расчётам/проектированию ЛА, от мегапроффи до упрощенных.
Удельная нагрузка на мощность, кг/л. с. 10кг. Если 45лс то можно поставить на дельтоплан весом 450кг. Если отминусовать 25% то 35лс или 26кВт. для горизонтального полета. Если правильно все?. воспользовался еще ссылкой Моделиста Конструктора. http://hobbyport.ru/mk_other/okb_mk/8803_sla_87.htm Дополнительно надо 5кВт на подзарядку для суперкапов. 31кВт генератор нужен, 31кг весом. (6кг ГТД) Мощность все равно будет больше при старте общая 71кВт или 122лс. За минуту высота 300м. У дельтоплана скорость в 2 раза ниже чем у самолета при той же самой мощности двигателя.
JohnDoe
Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
- Откуда
- где-то в России....
В принципе правильно, вот только данных по аэр.качеству(АК) в той таблице нет, а жаль.
Не забудьте умножить необходимые 31 кВт мощности генератора на его КПД(0,85 - 0,9 если повезёт) получите, что ДВС нужен будет мощностью поболее, чем 31 кВт, а это влечёт за собой вес и аппетит, т.е. либо дальнейшее увеличение массы/габаритов, либо сокращение дальности, либо сокращение полезной нагрузки, ну и т.д.
А чего, супера уже ничего не весят? Возьмём задекларированные Вами 100кг., т.е. для поднятия в воздух ЛА потяжелевшего на эту сотню потребуется доп. 10 л.с., пусть они нам их и выдадут на взлёте, но потом их придётся везти мёртвым грузом и на это потребуется "лишних" 7,5 л.с. Ну и нафига козе баян? 😉
На Ёроплан надо 40кВт на одну минуту будет 22кг не сто кг.
При 100кг при 30Вт/час/кг за минуту дадут мощность 180кВт. Я тогда раньше описывал возможный Ёроплан с вертикальным взлетом и вес суперкапов был 100кг.
:~)
JohnDoe
Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
- Откуда
- где-то в России....
Откуда такие данные? 😱 Упомянутые Вами Элтоновские модули 10ЭК401 имеют макс напряжение 14,5В и запасаемую энергию в 97кДж при весе 13,5кг. Т.е. эти модули нужно ещё в батарею объединить, т.к. 97кДж дадут 1,62кВт в течении 1 минуты и провода потребуются толщиной в руку(мало напряжение= большие токи= потери) и т.д. А батарея это корпус с системой охлаждения(быстрый разряд= значительное тепловыделение)+контроллер. На Ё-мобильном форуме народ мордасы в кровь по этому поводу доооолго друг другу разбивал(я оттуда по-нахватался) 😉
Далее, после взлёта и "выпивания" кондёров у Вашего ЛА НЕТ запаса мощности для набора высоты и пр. эволюций, и это в самый напряжённый момент(напряжённей лишь посадка, и то, относительно)! А ну как, тьфу-тьфу-тьфу, попадёте в нисходящий поток("воздушные ямы" и пр. турбулентности)? Автомат твердит "Тяни вверх!", а тебя энергии ноль. Нафиг, нафиг. ИМХУ.
;D
Верно. Но в данном случае аккумулятор только для резерва/выравнивания нагрузки на бензоген. Значит небольшой. Главное здесь что все же "в 100 раз надёжнее", а это иногда "критично". 😉
Это аналогично предыдущему ответу. Все зависит от расчетной потребной емкости Акк.
Именно рассчитан на работу в широком диапазоне. При этом неизбежно приходится жертвовать КПД в наиболее оптимальном режиме. А бензоген с акк может молотить только в оптимальном режиме. Зарядил - встал. Разрядился - запустился и опять на оптимальном (максимальком КПД). Значит экономичнее.
Точно! Вот и экономия на весе СУ. За счет нее и акк побольше можно взять. К стати наша электроСУ как раз весит раза в 2 -3 меньше обычного ДВС.
Итого. Похоже электролеты действительно несколько надежнее. И по компоновке похоже тоже преимущества имеются. Осталось с дальностью полета разобраться. Что и должно произойти с повышением емкости акку.
Меня не читают..
Самый первый пост мой сразу все разъяснит. Я ни имею ни чего общего с теми суперкапами в 3-5Вт на кг час,.. ну или самого их мощного в 15Вт на кг час.. что возможно будут применены в Ёмобилях. Они их делают для ЖД для того что бы рекурперировать энергию и делают их тоннами 20т к примеру.
Говорил про свои суперкапы эксперементальные мощностью 27Вт на кг и про их возможное применение. От сюда и расчеты. Один кг даст в секунду 27Вт*3600сек=97 200Вт/сек. В течении минуты отдаст мощность 97200/60= 1620Вт. Надо больше мощности увеличиваем пропорционально вес блоков суперкапов. Предел по мощности 20кВт на кг. Напряжение на ячейку 2В. КПД 98% Сотни тысячь разрядов и зарядов и больше 20 лет срок службы.
Скажем рекурперация энергии автомашины.. Машина имеет мощность 100кВт двигатель и разгоняется за 10 секунд до 100км. Сколько надо блоков суперкапов что бы сохранить энергию при таком же быстром торможении. 100 000Вт*10= 1000 000Вт/сек делим на 3600сек получаем 277Вт/час батарею или 10кг суперкапов 27Вт/час/кг которые.
Я предлагаю сделать не большой опыт.. Разгоняешься до 100км и едешь по ровной дороге накатом с закрытыми окнами до остановки. Средняя скорость будет 50км/час за скажем 4-5 мин. То есть можно узнать сколько Вт/час нужен двигатель что бы поддержать скорость 100км/час. Мощность мы знаем, время тоже и среднюю скорость. Получается 6-7кВт/час двигатель нужен летом для того что бы 1.5тонная машина ехала со скоростью 100км/час по дороге. Зимой энергии больше надо.
11800Вт/час дас 1кг солярки или 9кВт/час литр. КПД двигателя бензинового хорошего может 35%. То есть теоретически 2.2литра в час на 100км солярки. Бензина чуть больше расход должен быть.
Если Вы примените все технологии экономии то можно ездить на машине с расходом по городу и за городом ~1.л солярки. Я думал что в будущем можно любую машину переделать в Ёмобиль или Ёромобиль.
Приделать 5 колесо за место прицепного устройства.. в зади за машиной. Колесо двигатель. Рекурперация энергии и дополнительная мощность разгонная в 100кВт. При чем переделка в принципе очень простая и подходит под любую машину легковую. Лишний вес в багажнике в 20кг на суперкапы всегда найдется.. хотя бы за место запаски или сразу же поставить на 5 колесо все суперкапы что будет более чем оптимально для проводов всех.
JohnDoe
Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
- Откуда
- где-то в России....
"Небольшой" не спасёт в большинстве случаев 🙁 , а, главное, не исключён "ненадёжный" бензоген как основной источник энергии на борту.
Поставив два ДВСа половинной мощности Вы резко снижаете вероятность встречи с планетой, т.к. одновременный отказ обоих СУ маловероятен(хотя и возможен), а на одном движке Вы сможете довольно долго продолжить полёт, пускай и ценой запарывания двигла("чрезвычайный рехим" - знакомо? 😉 ) Ну или по меньшей мере снижаться довольно долго и плавно.
Опять же, откуда такие данные? Мы же про авиаДВС глаголем, а не про приспособление к полётам автоконверсий. "Чиста авиа" двиг как раз и расчитан на долговременный номинальный режим 75% от максимума, т.е. режим крейсера. А это, как правило, режим максимальной эффективности/КПД движка. Вообще, любой двиг имеет определённый диапазон оборотов на которых он наиболее эффективен. У ДВС-ов он относительно узок(район оборотов макс. крутящего момента), у электродвижков он пошире, и то, сильно зависит от типа/конструкции движка.
Магент, Вы часом не из вятичей будете? 😉
JohnDoe
Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
- Откуда
- где-то в России....
Вас читают. Я пока нигде таких суперов не видел, как увижу, буду считать.
Эти расчёты дают 97,2кВт/[highlight]час[/highlight] или я что-то неправильно понимаю? Как это Вы, умножая 27Вт/кг на 3600(сек., правильно?) получаете 97200Вт/[highlight]сек[/highlight]? Прошу объяснений.
ЗЫ. Уже увидел, кг в отквоченном предложении пропустил :-[ Но вопрос про размерность 97,2кВт/сек остался.
Все относительно. Небольшой, но достаточный. Вопрос компромисса и баланса. Отказ ненадежного бензогена не фатален когда есть акк и электодвиг. На надежность не влияет.
ВС с двумя ДВС - на несколько порядков надежнее чем с одним, но это уже другой класс ЛА. На СВС редко встречается.
Верно, но я о другом. Действительно авиаДВС имеют макс КПД на крейсере. Но сама величина этого КПД ниже (на несколько %), чем могла бы быть, если бы ему не нужно было работать в переходных ( за счет специальных технических ухищрений для устойчивости в переходе). А вот бензоген работает ТОЛЬКО на максимальном КПД. Значит он заведомо выше. Ему вообще не нужна работа в переходных. (пардон за буквы)
Как бы вам сказать... родился и живу в Вятской губернии, но племя вятичей к Вятке собственно отношения не имеет. Исторический казус.... 😉 А с чем вопрос...?
Это ёмкость 97.2кВт/сек...97 200Вт/сек кг = 27Вт/час кг. В часе 3600секунд. Я просто перемножил на эту цифру так как очень просто переводить дальше в нужную нам величену. Емкость суперкапа падает по прямой линии и по этому заряд и мощность конденсатора проще подсчитать. Дана усредненная общая мощность килограмового суперкапа 27Вт.
Если к примеру мы хотим дать мощность действительно 97.2кВт/сек нам надо будет взять 5кг суперконденсаторов а не один.. хотя один может дать эту мощность но не сможет из за того что содержит в нутри себя сопротивления ... Допустима мощность отдачи 10-20кВт на кг... (5*20)=100кВт
Эксперементальные мощные суперкапы применяются пока у военных, но скоро будут и продаваться если мы сами не наладим их выпуск гораздо дешевле. Пушка Гауса к примеру http://ru.wikipedia.org/wiki/Пушка_Гаусса
В нашем случае к примеру. 97200Вт= 97200Дж пуля у автомата калашникова имеет энергию 1540Дж.. 97200/1540Дж= 63 пули можно выпустить на энергии с 1кг суперкапа 27Вт/час. http://ru.wikipedia.org/wiki/Автомат_Калашникова
Теоретически суперконденсатор должен отдать 98% мощность но в действительности при переключениях электроники теряется 10% энергии и часть энергии не достать с суперкапа... может 10-15%. Где то провода толстые проложенны и они греются. Из за этого практическое увеличение веса батареи происходит ~20% .
JohnDoe
Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
- Откуда
- где-то в России....
Простите, но тут мы с Вами расходимся. Отказ основного источника энергии это лётное проишествие, как ни крути. С таким же успехом можно тогда говорить, что наличие спас.системы на борту или возможность посадки на авторотации не влияют на надёжность. Ну да ладно. Вопрос религии.
Почему? Есть масса СЛА/ультралайтов с двухдвигательной СУ. Здесь на форуме где-то народ даже некий каталог подобных ЛА собирает.
Ну, бензоген также имеет некий диапазон работы, в зависимости от нагрузки. Потом, бензоген который будет трудиться лишь на оптимуме проиграет по массе/габаритам, а в авиации и особенно в СЛА это зачастую много важнее нескольких процентов, которые, опять же, успешно "съедятся" перемножившись на КПД генератора, инвертора-контроллера, накопителя, проводов и тягового эл.двигателя.
Да так, возникли подозрения, что Вы либо один из Ёмобильных форумчан, либо имеете отношение к их разработке(некий РЛД с интегрированным генератором). 😉
Чёто Вы неправильно посчитали, ИМХУ. "Ватт" - это Джоуль/сек Запись 27Вт/час кг означает, что в килограммовом супере запасено 97200 Дж энергии. Т.е. Ваш килограммовый супер способен в течении часа отдавать энергию/питать нагрузку мощностью 27Вт или в течении 60 секунд питать нагрузку мощностью 27*60= 1,62кВт, или 1 секунду нагрузку мощностью 97,2кВт. ИМХУ.
Это нормально. На то и форум. Конечно происшествие. Но не фатальное (критическое). Если ВС сохраняет возможность продолжать управляемый полет при отказе СУ (некоторое время), это намного безопаснее (и следовательно надежнее), чем ВС в воздухе с мертво стоящим пропеллером.
Не врубился, каким образом проиграет по массе? За счет чего?
Они обоснованы. И ваше нейма мне закома... 😉
По поводу КПД установок на Ёроплан.
Возможно как то сделать гибридную установку. Бензодвигателю прийдется по старинке толкать винт но во время взлета будет использоваться силовой электрический двигатель и блок суперкапов превосходящих в 2-3 раза основной двигатель по мощности. Достоинства короткий пробег и быстрый набор высоты а так же не дорогие бензиновые двигатели для поддержания крейсерской скорости полета. В случае отказа двигателя иметь запас полета на двигателе электрическом.
Полностью электрический Ёроплан можно сделать только тогда когда будет подобный топливный источник тока такой как ТОТЭ(твердооксидный топливный элемент) на борту. Силовые суперкапы нужны только для взлета.
Возможно как то сделать гибридную установку. Бензодвигателю прийдется по старинке толкать винт но во время взлета будет использоваться силовой электрический двигатель и блок суперкапов превосходящих в 2-3 раза основной двигатель по мощности. Достоинства короткий пробег и быстрый набор высоты а так же не дорогие бензиновые двигатели для поддержания крейсерской скорости полета. В случае отказа двигателя иметь запас полета на двигателе электрическом.
Полностью электрический Ёроплан можно сделать только тогда когда будет подобный топливный источник тока такой как ТОТЭ(твердооксидный топливный элемент) на борту. Силовые суперкапы нужны только для взлета.
Посчитал 4Вт/час на кг весом. Это в 7 раз меньше моего суперкапа. Белазу можно возить с собой 2-3 лишних тонны суперкапов фирмы ЭЛТОН. Посчитай теперь сколько будет стоить эти 2 тонны активированного угля в суперкапе который купит фирма использующая Белазы... Если 13кг блока стоит 60тр. Да и диз топливо они посчитали в 15р за литр. Срок окупаемости конечно 2.5 года. Плюс минус 8млн блок суперкапов для 1 БелАЗа.
