Применение электрических двигателей и суперконденсаторов в СЛА.

henryk

Я люблю строить самолеты!
Откуда
Krakow
Интересно, а сколько весит (и стоит) 800-кубовый фольксвагеновский дизель для VW XL1 ?

Может быть, как альтернативу  электрическому гибриду - посмотреть гибрид механический:
вариант дизеля в паре с маховичным накопителем ? 
http://www.pbsvb.ru/vspomogatelnye-silovye-ustanovki
=низкий общий КПД...
 

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
У ионисторов/суперконденсаторов низкая удельная ёмкость(раз в 10 меньше, чем у свинцово-кислотного аккума). Из достоинств - возможность принимать/отдавать в разы большие токи(разгон/торможение). Для ёроплана(с) мой бесполезная фигня. Доп. преобразование энергии(ДВС-генератор-накопитель/буфер-эл.двигатель) снижает общий КПД, ведёт к перерасходу топлива и пр. Единственно, где может применяться - в замудрённых компоновках типа "Аэрокобры" - ДВС за спиной, эл.двиг впереди и пр. мультикоптерах. Это не авто, где можно съэкономить "на светофоре", тут "летеь надо". ИМХУ.
 

Олег_cnc

Да прибудет с нами сила.
Откуда
Тюмень
У ионисторов/суперконденсаторов низкая удельная ёмкость(раз в 10 меньше, чем у свинцово-кислотного аккума). Из достоинств - возможность принимать/отдавать в разы большие токи(разгон/торможение). Для ёроплана(с) мой бесполезная фигня. Доп. преобразование энергии(ДВС-генератор-накопитель/буфер-эл.двигатель) снижает общий КПД, ведёт к перерасходу топлива и пр. Единственно, где может применяться - в замудрённых компоновках типа "Аэрокобры" - ДВС за спиной, эл.двиг впереди и пр. мультикоптерах. Это не авто, где можно съэкономить "на светофоре", тут "летеь надо". ИМХУ. 
Говорил о эксперементальных суперконденсаторах. Емкость их приближена или чуть выше емкости свинцового аккумулятора. 36Вт/час у свинцового. 27Вт/час у эксперементального ионистора... в десять раз выше емкость чем сейчас производят суперконденсаторы. Экономить и не надо.. Лети с постоянной скоростью подзаряжая блок ионисторов.. когда надо используй их отключая генератор.. или набирай высоту. Преобразование энергии ведет только к экономии топлива в 3 раза! писал как в предыдущих сообщениях. Двигателю генератору не надо еще и винт собственный.  На солнечной энергии  тоже говорили что не полетит самолет а он еще без посадки летит вокруг земли. Согласен что определенная конструкция СЛА полетит..  Я думаю что возможно применение блока ионисторов там где есть большие перепады в мощности двигателей. При вертикальном взлете и большой скорости горизонтального полета с обтекаемой формой самолета и при взлете с воды.
Хочу добавить ответ другой по поводу СУПЕРМАХОВИКА который может применятся в самолетах. Его можно применить если использовать как  замену  литиевых ионных батарей. Маховик крутится на громадных скоростях и если он будет работать в месте с двигателем генератором гибридом то сможет разгонятся до больших скоростей и отдавать энергию.. только энергия эта  может использоваться  для питания суперконденсатора так как связанно с конструкцией и мощностью электродвигателей. Супермаховик это 500Вт/час на кг веса. Литий ионная батарея 150Вт/час на кг. Механическую передачу на прямую очень сложно сделать. Вообще предлагаю разместить силовые магниты на самом маховике а сами катушки электрического двигателя в корпусе маховика... Сильно упращается конструкция общая..http://ru.wikipedia.org/wiki/Супермаховик Применение маховиков в автобусах http://ru.wikipedia.org/wiki/Гиробус
 

МаГент

Я люблю самолеты!
Откуда
киров
Для ёроплана(с) мой бесполезная фигня... Единственно, где может применяться - в замудрённых компоновках типа "Аэрокобры" - ДВС за спиной, эл.двиг впереди и пр. мультикоптерах... Это не авто, где можно съэкономить "на светофоре", тут "летеь надо". ИМХУ.
С этим не поспоришь. :) Но если речь о покатушках (полетушках) на СЛА http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1340218125 , то у электролетов еще тот плюс, что упрощается обслуживание/возрастает надежность. Если движок в полете накроется, то на аккумуляторе можно будет дотянуть до посадки. Значит можно применять более компактные и форсированные ДВСы, да еще экономить на оптимизации режима его работы. И тут наша установка типа Ё-мобильной подходит в самый раз! Ну а в будущем, когда ученые сделают-таки высокоемкие аккумуляторы, энергоемкость которых как они обещают превысит таковую у бензина, то наличие ДВС на борту вообще станет бессмысленным. :D
 

МаГент

Я люблю самолеты!
Откуда
киров
Как результат будет пониженый расход топлива в 3 раза и более дальние перелеты.
Вы посчитайте суммарно сколько потребуется топлива, чтобы лететь, заряжать ионистор, да еще тащить эти дополнительные 100 кг (сколько он весит) весь полет. Никакой экономии (тем более в 3 раза) не будет, а будет наоборот перерасход. Я так думаю... ;)
 

Олег_cnc

Да прибудет с нами сила.
Откуда
Тюмень
Как результат будет пониженый расход топлива в 3 раза и более дальние перелеты.

Вы посчитайте суммарно сколько потребуется топлива, чтобы лететь, заряжать ионистор, да еще тащить эти дополнительные 100 кг (сколько он весит) весь полет. Никакой экономии (тем более в 3 раза) не будет, а будет наоборот перерасход. Я так думаю...
Самолет большой и батарея ионисторов большая. Самолет маленький и батарея маленькая. Раз на мишины ставят есть возможность подумать и на самолеты ставить.
По поводу Литий воздушной батареи над которой ученые бьются. Самая большая проблема это влага и азот из воздуха. При зарядке батареи отдается кислород в воздух. При разрядке потребляется кислород. Почему бы не разместить балон с кислородом на самолете? Решаются думаю почти все проблемы а мощность батареи будет около 3кВт/час на кг так как потреблятся будет чистый без примесей кислород.. плюс она подзаряжаемая , срок службы ее в разы увеличивается больше 200часов. Электролит вроде как давно разработали, кислород не должен напрямую через электролит взаимодействовать с литием... катализаторы известны. С учетом КПД бензиновых двигателй по сравнению с электрическими энергоемкость будет равная с бензином, но пролететь расстояние можно в раза 2 дальше. Или я не прав? Такие батареи возможно производить уже сейчас.Проработать конструкцию и технологичность так как подобные батареи  уже собирают давно. Что бы не отравится ядовитым литием, не перегреть батарею и чтоб не было в нутри коротких замыканий. В принципе кислород подаваться будет управляемо, нет кислорода нет энергии и все в безопасности. Еще выгода в высоте полета.. подымайся выше. кислород все равно будет для батареи аккумуляторов. Кислород не бензин.. безопасности больше в случае чего.. всегда быстро можно его сбросить в окружающую среду.
 

Obormot

С мечтой о небе...
ионисторы, суперконденсаторы на самолете не нужны.

отдавать большие токи может и литий, при малом весе, большой емкости и приемлемой (по авиационным меркам) цене.

а принимать огромные токи - не нужно.
тот же литий принимает достаточно большие токи, этого для быстрой зарядки хватит за глаза.

мгновенная зарядка - не нужна.
 

Олег_cnc

Да прибудет с нами сила.
Откуда
Тюмень
ионисторы, суперконденсаторы на самолете не нужны.

отдавать большие токи может и литий, при малом весе, большой емкости и приемлемой (по авиационным меркам) цене.

а принимать огромные токи - не нужно.
тот же литий принимает достаточно большие токи, этого для быстрой зарядки хватит за глаза.

мгновенная зарядка - не нужна. 
Литий возушный аккумулятор прослужит дольше если будет отдавать не больше положенного ему ток. Если больше ток то быстрее выходит из строя.  Так что где то будет разумность применения его.. Надо делать их разборными и ремонтируемыми.. заменять угольный блок.
Сейчас даже летают на литиевых аккумуляторах.. 160Вт/час кг. Мало очень. Псевдоконденсаторы например (ионисторы) могут дать 300Вт/час кг.
http://forum.xumuk.ru/index.php?showtopic=84581 http://en.wikipedia.org/wiki/Lithium_ion_capacitor Часть патентов подтверждает емкость 300Вт/час кг. хотя указана официальная емкость 14Вт/час кг подтвержденная.
 

МаГент

Я люблю самолеты!
Откуда
киров
По поводу Литий воздушной батареи над которой ученые бьются. 
Идея с перевозкой кислорода интересно конечно, но совсем небезопасна. Сочетание кислорода, бензина, масла и т.п. на борту - это летающая бомба. И потом его же при выделении из аккума сжимать и хранить где-то надо. Значит вес и опять расходы. В том и штука, что воздух-то везде есть. Его возить не надо. А с влагой и азотом ученые справятся.
Я все пытаюсь на новую схему СУ внимание форумчан обратить... :-/ Есть бензоэлектрогенератор с фантастическими характеристиками (вес, габариты, стоимость), имеет ли смысл делать электролеты с ним и аккумулятором? Пришло ли время, или пока неконкурентноспособно? Ваше мнение? Или может лучше создать новую тему?
 

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
Говорил о эксперементальных суперконденсаторах. Емкость их приближена или чуть выше емкости свинцового аккумулятора. 36Вт/час у свинцового. 27Вт/час у эксперементального ионистора... 
А я говорил об УДЕЛЬНОЙ ёмкости(т.е. кол-во энергии на килограмм накопителя). Супера тут нервно курят по сравнению ДАЖЕ со свинцовыми аккумами, а самые зашибанские аккумы, тихо плача, сливают бензину/ДТ. Электричество безусловно афигенный вид энергии, но и его нужно откуда-то брать. БОльшая часть электричества на планете вырабатывается тепловыми электростанциями с ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ КПД, дай небеса, процентов 40(всё остальное - от лукавого). И закон сохранения за классику - бензинка+редуктор(а лучше без него)+винт(для СЛА). Лепездричество(пока ТОКАМАКИ не пошли в массы) - баловство. К сожалению. :(
"Бог любит большие батальоны!"(с) Наполеон
ИМХУ.
 

МаГент

Я люблю самолеты!
Откуда
киров
Лепездричество(пока ТОКАМАКИ не пошли в массы) - баловство. К сожалению. 
Ваша мысль конечно понятна и очевидна. До тех пор пока удельная энергоемкость аккумуляторов не приблизится к энергоемкости бензина, летать на аккумуляторах проблемно. Я говорил немного о другом.
Предположим, сравним 2 СВС, с обычным "приводом" и электрическим. Например у обычного СВС ДВС на 60 квт с баком 20литров весят скажем 130кг. А у СВС с бензогенератором с электродвигателем на 60квт, баком и аккумулятором например 140кг (я говорю о новой высокоэффективной установке). Аэропланы одинаковые. Расстояние полета на 1 баке + аккум одинаковое. Но при этом у электролета вроде как надежность выше должна быть. Уже преимущество. Возможно за счет лучшей оптимизации работы ДВС удастся повысить экономичность, увеличить дальность. Может еще какие преимущества увидятся? (например в компоновочных решениях - бензоген можно оттащить от винта подальше а габариты электродвигателя намного меньше - лучше условия для винта) Или недостатки? Достаточно ли этого для внедрения электролетов в "жизнь"? Пришло ли уже такое время или что-то препятствует.... вот что интересно! :D
 

JohnDoe

Усы-то сбрею, а умище-то куда дену? )))
Расстояние полета на 1 баке + аккум одинаковое.
Не будет одинакового расстояния/дальности/етц., никак. Лишнее звено в преобразовании энергии = большие потери(кпд преобразования < 1. Всегда). А в случае бензогенераторно-электрической трансмиссиии это неизбежно. :(
япро надёжность также есть "золотое правило механики" -  чем выше сложность, тем меньше надёжность(не путать с эффективностью). Какой-нить Лайк в разы надёжнее, чем связка аккум+гена+эл.двиг. Конечно, если не летать на бензокосах(но это для пиплов со стальными яйцами и/или полным отсутсвием мозгов)
Электролётам в жизнь пора уже давно, но в своей нише(БПЛА, покатушки в пределах площадки, прыжковый старт, затягивание планеров и пр.) Пока. Очень перспективный вариант ГТД+безредукторный ген прямо на его валу. Вот тут выигрышь корячится. ИМХУ.
 

МаГент

Я люблю самолеты!
Откуда
киров
чем выше сложность, тем меньше надёжность(не путать с эффективностью)
Это верно. Но верно при прочих равных. Здесь же как я понимаю случай несколько иной. Если ДВС в полете встанет, то обычному ВС остается только планировать (как умеет...). Ситуация неприятная. У авиаДВС есть некая ненулевая вероятность отказа (или что тоже вероятность "долететь" меньше 1). В то же время электромотор+аккум примерно в 100 раз надежнее. Надежность электронных блоков примерно одинакова (да и резервируется обычно). Неисправность бензогена на продолжение полета не влияет, т.к. можно продолжать лететь на аккуме (некоторое время).  Конечно в сумме вероятность отказов у электролета с бензогеном выше, но вероятность именно критических отказов похоже все же ниже и существенно. Плюс другие преимущества.
Насчет КПД вы конечно правы в целом, но возможно спецДВС для работы с элгенераторм будет иметь КПД более высокий, чем авиаДВС, рассчитанный на устойчивую работу в различных (переходных) режимах, а значит с более неоптимальным КПД. При этом общий КПД преобразования ДВС-ГЕН-ЭЛДВИГ возможно будет не намного ниже чем у авиаДВС.
А в чем вы считаете газотурбина лучше чем ДВС в случае связки с электрогеном?
 

МаГент

Я люблю самолеты!
Откуда
киров
Плазменный электрогенератор... Перспективное направление в энергетике.
Забавно.... вот же лохи в Советском Союзе были, Арцимович эту тему в 1966 году опубликовал. А они ни тогда, ни до сих пор такие электрогенераторы не освоили... С такими учеными нам коммунизм похоже никогда не построить... ;D
Хотя при чем здесь самолеты? :(
 

buddy

Я не волшебник, я только учусь...
Откуда
Казань
Плазменный электрогенератор... Перспективное направление в энергетике.
Забавно.... вот же лохи в Советском Союзе были, Арцимович эту тему в 1966 году опубликовал. А они ни тогда, ни до сих пор такие электрогенераторы не освоили... С такими учеными нам коммунизм похоже никогда не построить... ;D
Хотя при чем здесь самолеты? :(

    Насколько я помню, такие генераторы (очень простые по принципу, но видимо не настолько просты технологически)  способны давать кратковременно, но огромные токи.   Скорее всего ни то ни другое практикам не подошло...
    Все очень просто - если имеется "заряженная"  жидкость или газ, то механическое перемещение их в пространстве вместе с зарядами создаст электрический ток (и соответственно напряжение).
    Но его надо еще "снять".  Но тепловую энергию плазмы надо или рекуперировать (иначе большие потери на нагрев) или закольцевать поток (а это уже требует удержания и управления плазмой).
    Просто создать поток на выброс очень просто, пример - факел ракетного двигателя, но тогда большая часть энергии - в потери.
    нет, вроде есть схемы с хорошим КПД, но вроде у них время работы...

    Ну и самолеты тут в самом деле, пока во всяком случае, не причем :-?
 

Олег_cnc

Да прибудет с нами сила.
Откуда
Тюмень
Идея с перевозкой кислорода интересно конечно, но совсем небезопасна. Сочетание кислорода, бензина, масла и т.п. на борту - это летающая бомба. И потом его же при выделении из аккума сжимать и хранить где-то надо. Значит вес и опять расходы. В том и штука, что воздух-то везде есть. Его возить не надо. А с влагой и азотом ученые справятся. 
Кислород на борту все же лучше водорода в баках, да и надо его не так много только для батарей на подзарядку. Корпуса делают для емкостей пластиковые.. скажем на машину с пропаном ставят не большого веса баки и давление приличные держат.. 20литров и 7кг всего. Рекурперация энергии сбрасывания давления через управляеемую турбинку и сбрасывать сильно не надо так как под давлением кислород должен заходить в Литий Воздушную батарею что бы насытить воздушный катод кислородом.
Я сторонник суперконденсаторов. Для полета на электротяге нужен бензогенератор чуть больше мощности в киловатах необходимых для преодаления сопротивления воздуха при заданной скорости полета. При старте самолета на заданное время расчитать мощность суперконденсаторов. При полете они зарядятся.
Скажем надо всего для полета 20кВт/час электроэнергии. Для старта и разгона до 200км/час в течении 1 минуты 150кВт.. получаем вес конденсатора 100кг.. и комбинированного 15-40кг. При старте мощности складываются. Нет необходимости иметь на самолете мощный двигатель в 295лс бензиновый.
Для сравнения по перегрузке по току и весу конденсаторов и аккумулятора  даже на литий воздушной батарее будет весить больше и греться будет он хорошо.
 

МаГент

Я люблю самолеты!
Откуда
киров
при этом у электролета вроде как надежность выше должна быть. Уже преимущество. Возможно за счет лучшей оптимизации работы ДВС удастся повысить экономичность, увеличить дальность. Может еще какие преимущества увидятся? (например в компоновочных решениях - бензоген можно оттащить от винта подальше а габариты электродвигателя намного меньше - лучше условия для винта) Или недостатки? Достаточно ли этого для внедрения электролетов в "жизнь"? Пришло ли уже такое время или что-то препятствует.... вот что интересно!
Вот интересно, то что ответов нет, это что означает? Что все уже согласны, что время электролетов пришло, или просто всем фиолетово... Или просто народ не знает?
 

FT

Я люблю строить самолеты!
'это что означает? Что все уже согласны, что время электролетов пришло, или просто всем фиолетово... Или просто народ не знает?

Всего понемногу  ;D
 
Вверх