Электроавиация

Бурундук

Бурундук

Старожил
yacc11, это как раз о чём. О том, что самолёт - на порядок более дорогая вещь (в пересчёте на килограмм веса), чем бытовая техника, поэтому в нем могут быть быстрее применены те решения, которые для бытовой техники ещё не рентабельны.

Современные расчёты отличаются от футурологов 1960-х годов тем, что идут от прогноза возможных изменений общества к прогнозу изменения потребностей, затем - к экономике и только затем - к техническим решениям.

А футурологи 1960-х часто шли от "можем сделать - значит, сделаем, а зачем - не важно".

Возвращаясь к теме о местных линиях: я тоже за двухмоторный моноплан, но, скорее, низкоплан (воздушная подушка при посадке, проще устроить шасси). С прочным фюзеляжем (возможно, каркас из стальных труб). И да, лучше, чтобы он работал на дизтопливе либо на автомобильном бензине.
 
Реклама
yacc11

yacc11

Местный
А футурологи 1960-х часто шли от "можем сделать - значит, сделаем, а зачем - не важно".
Ровно также как и электросамолеты - там такой же прогноз - даже график есть - удельная емкость аккумуляторов по годам с прогнозом на 10 лет вперед.
И все эти статьи экономический фактор обходят стороной - ставится вопрос технической реализуемости.
Ну ровно как и прогнозы по Луне :)
 
Бурундук

Бурундук

Старожил
И все эти статьи экономический фактор обходят стороной
yacc11, в найденной вами интересной диссертации как раз много внимания уделено экономическим вопросам - вы же сами цитировали про 4% экономии.
 
yacc11

yacc11

Местный
в найденной вами интересной диссертации как раз много внимания уделено экономическим вопросам - вы же сами цитировали про 4% экономии.
Да нет там особо их.
4% - это сокращение массового расхода. Но это еще не денежная экономия, поскольку если мат.час у него будет дорогая, то по другому параметру - $ пасс/км
он будет абсолютно нерентабелен, даже при меньшем расходе топлива - из-за "золотой" двигательной установки .
 
Den_K

Den_K

скрепоточецъ
Идея с питанием электродвигателей от турбогенератора напоминает бизнес-модель: украсть ящик водки, продать, деньги пропить. Смысл не особо очевиден. Может быть и имеет смысл для какой-то очень экзотической конфигурации вроде сверхманевренного октолёта какого-нибудь, но для классической самолетной схемы - вряд ли. Тут скорее можно представить какое-нибудь чудище вроде Ту-114 с мини-АЭС на борту, но такое даже в безбашенные 1960-е показалось перебором...
 
A

A_Z

Старожил
https://findpatent.ru/patent/255/2554043.html
Обещанный сеанс чОрной магии с полным её разоблачением. :)
В силу застарелой проф. деформации, :) естественно, смотрю массы.

Для варианта на 19 мест масса пустого заявлена 5545 кг.
Взлётная масса 8175 кг (КВП), вычитаем п/н 1,9 т и топливо (530 кг), получаем 8175 – 1900 – 530 = 5745 кг. Это масса пустого снаряжённого. Конечно, 200 кг на массу снаряжения – это чуток «маловато будет», но я не придирчив.
Смотрим на Бе-32К (он в патенте взят в качестве базы), который по данным разработчика имеет массу пустого снаряжённого 4350 кг. То есть по пустому снаряжённому «патент» весит на 5745 – 4350 = 1395 кг больше.
Казалось бы, не меньше – и то слава богу, хоть совесть у человека есть. :)

Однако теперь из массы пустого вычитаем аккумуляторы – 1865 кг. Получается, что "совсем пустой" заявленный самолёт весит 5545 – 1865 = 3680 кг.
И здесь картина обратная: планер с шасси + силовая установка + ОСО + БРЭО + «пассажирское» оборудование у «патента» весит на
4150 (пустой снаряжённый минус 200 кг снаряжения) – 3680 = 470 кг
меньше, чем аналогичный набор Бе-32К.

Один из «источников» снижения массы – облегчение «турбовинтовой» части силовой установки. На Бе-32К стояли старые добрые PT6A-65B с «валовой» мощностью 1173 л.с. Их сухая масса – 2х465 lb = 422 кг. Взамен автор планирует поставить пару Allison T63-A-5A по 250 л.с. Достаточно ли этой мощности для достижения заявленной крейсерской скорости (с учётом того, что в полёте аккумуляторы надо подзаряжать – для обеспечения ухода на второй круг) – это я рассматривать не буду. Лениво. :) Суммарная масса двигателей – 124 кг.
Пропеллеры. PT6 комплектуется винтами HC‐B5MP-3 массой ~100 кг (разброс по модификациям). T63 – двигатель вертолётный, воздушный винт «под мощность» (например, Hartzell HC‐B3) может весить 50 кг. Общее снижение массы – центнер.
Агрегаты двигателей – 130 и 60 кг соответственно (-70 кг). Топливная система – 25 и 10 кг (-15 кг).
Всего по «традиционной» части силовой установки облегчение составит (422-124) + 100 + 70 + 15 = 485 кг.

Уменьшение «основного» крыла (его площадь зажата на ~7,3 кв.м) позволит снизить массу конструкции на ~380 кг (крыло из КМ). Уменьшение площади ГО даст ещё примерно 220 кг.

Итого суммарное снижение массы 485 + 380 + 220 = 1085 кг.

В эту тонну с хвостиком нужно «впихнуть»:
1. Переднее крыло, которое имеет площадь 11 кв.м и - так, на минутку - удлинение 10. Только это второе крыло даст 550-580 кг.
2. Увеличение длины фюзеляжа + три пассажирских кресла. «На круг» – ещё 40 кг.
3. Усиление шасси под увеличенный взлётный/посадочный вес – +30 кг.
4. Два двигателя-генератора мощностью по 275 кВт + четыре тяговых электродвигателя мощностью по 230 кВт. Оцениваю это в 2х700 + 4х580 = 1400 + 2320 = 3720 кг. Поправки маракующих в электрике принимаются.
5. Четыре «передних» воздушных винта – 4 х 50 = 200 кг.
6. Увеличение массы системы электроснабжения – за счёт силовых проводов в линиях «аккумулятор – мотор-генераторы – тяговые электромоторы» и силовой коммутирующей аппаратуры. Среднепотолочно могу это оценить в 300 кг. Опять же, поправки принимаются.
7. Шарниры и приводы поворота ТВД / тяговых электродвигателей. Весит всё это «поворачиваемое» немало. Да и условия работы не ахти (вибрационные нагрузки). Шарниры с установкой оцениваю в 2х15 + 4х10 = 70 кг. Приводы – 2х8 + 4х6 = 40 кг. Итого – 110 кг.

Суммарное увеличение массы составит 550 + 40 + 30 + 3720 + 200 + 300 + 110 = 4500 кг.
С учётом ранее насчитанного снижения массы получим привес в размере 4500 – 1085 = 3315 кг. Это при насчитанном автором TOGW = 8175 кг.
РЕЗЮМЕ: ни хрена не взлетит. :)

Желающие могут оценить дальность полёта (в патенте почему-то вместо дальности указана протяжённость - что какбэ намекает :) ).
Как уже говорилось, за основу автор взял Бе-32К, который при запасе топлива 1640 кг имел техническую дальность ~2000 км. Здесь же при полутонне топлива + 75% разряда аккумуляторов это чудо летит аж на 2560 км. Во что мне верится слабо – но считать я уже утомился. «Старый стал, ленивый…» (х/ф «Белое солнце пустыни»). :)

Понятное дело, что реализовать его ближайшие лет 10 точно не будут даже в опытном образце
См. выше - его в ближайшие 100/500 лет точно не будут реализовывать. Бо враньё там голимое.
[automerge]1560166936[/automerge]
Вообще-то, ваше заявление - это клевета.
Можете подать на меня иск по Ст. 128.1 УК РФ - я не возражаю. :)
[automerge]1560167156[/automerge]
...будет иметь смысл только с появлением сверхмощного источника электроэнергии.
Сразу вспомнились "сверхаккумуляторы", придуманные писателем Казанцевым в середине 30-х годов. :)
 
Последнее редактирование:
yacc11

yacc11

Местный
4. Два двигателя-генератора мощностью по 275 кВт + четыре тяговых электродвигателя мощностью по 230 кВт. Оцениваю это в 2х700 + 4х580 = 1400 + 2320 = 3720 кг. Поправки маракующих в электрике принимаются.
Я может бегло вывел на ложный след - относительно отдельных дизель-генераторов ( потенциально, но не этом патенте ) , но как-то так:
- считаем вес генератора как вес электромотора
- у электромоторов порядка 5 кВт на 1 кг веса итого - для 230 кВт = 46 кг 4х46 = 184 кг
- пусть генераторы весят также - еще 184 кг - итого - 368 кг
- два двигателя RR300 ( ТВД ) каждый по 201 lb = 91 кг итого еще 182

Суммарно 368 + 182 = 550 кг
Как то лихо у тебя 3720 получилось :)

Суммарное увеличение массы составит 550 + 40 + 30 + 550 + 200 + 300 + 110 = 1780 кг.

Как я понял на крейсерском режиме ТВД зафлюгированы ( разумеется привет дополнительному Cx ) и работают как турбогенераторы электроэнергии в оптимальном режиме
 
A

A_Z

Старожил
- у электромоторов порядка 5 кВт на 1 кг веса
Авиационный генератор постоянного тока ГСР-12БКМ (на МиГ-29 стоит пара таких).
10 кВт при массе 25 кг.
Но это так, мелочёвка. А вот зверюга посерьёзнее:
Авиационный трёхфазный генератор Mecc Alte HCO38-3L/24.
400 гц, 185 кВа (резервный режим). Масса - 932 кг.

Так что я, полагаю, был ещё оптимистичен. :)
Но с удовольствием гляну на примеры авиационных электродвигателей / генераторов с "порядка 5 кВт на 1 кг веса".
И - что немаловажно - с неограниченной продолжительностью работы на максимальном режиме.

...и работают как турбогенераторы электроэнергии в оптимальном режиме
Я не знаю, что такое "оптимальный режим".
Для авиационных ГТД есть режим "крейсерский" - и двигатель проектируется так, чтобы иметь наименьший удельный расход именно на этом режиме.
И "электропередача" - причём на винты меньшего диаметра - может только ухудшить дело.
 
Последнее редактирование:
  • Спасибо
Reactions: SDA
Ultranomad

Ultranomad

G-NODE
Но с удовольствием гляну на примеры авиационных электродвигателей / генераторов с "порядка 5 кВт на 1 кг веса".
И - что немаловажно - с неограниченной продолжительностью работы на максимальном режиме.
Словенский Emrax 268 обеспечивает 11,6 кВт/кг в пиковом режиме и около 5 кВт/кг с неограниченной продолжительностью. Позиционируется и для авиации (среди прочих применений). Технологии вращающихся электрических машин сильно шагнули вперед со времен проектирования МиГ-29. А указанный вами Mecc Alte, насколько я понимаю, вообще наземный, а не бортовой.
 
Последнее редактирование:
Реклама
Swoop-77

Swoop-77

Местный
Турбогенератор (прототип) от компании Honeywell на 1,0 МВт (300VDC to 600VDC) весит около 300 кг (сам генератор 127 кг). Уже проходил тестовые стендовые испытания. Вроде как нормально.
 
Ultranomad

Ultranomad

G-NODE
А стоит он где-нибудь на борту?
Как минимум на один экспериментальный борт Emrax ставили, только не знаю, именно 268 или меньшую модель.

А где про эту систему почитать можно - поиск ничего не дал.
Например, здесь.
 
yacc11

yacc11

Местный
Авиационный трёхфазный генератор Mecc Alte HCO38-3L/24.
400 гц, 185 кВа (резервный режим). Масса - 932 кг.
Так что я, полагаю, был ещё оптимистичен. :)
Но с удовольствием гляну на примеры авиационных электродвигателей / генераторов с "порядка 5 кВт на 1 кг веса".

Я не знаю, что такое "оптимальный режим".
Для авиационных ГТД есть режим "крейсерский" - и двигатель проектируется так, чтобы иметь наименьший удельный расход именно на этом режиме.
И "электропередача" - причём на винты меньшего диаметра - может только ухудшить дело.
Ты смотришь на 400 гц 115\200 Вольт.
А вот уже на 787 используется 230 Вольт 360-800 Гц.
Смотрим сюда

Currently, three-stage wound-rotor generators are used as VFGs. However, PM generators can and are being considered as alternative, thanks to their higher power density (from 3.3kVA/kg to 8kVA/kg)
PM - с постоянными магнитами

Ясен пень что с текущими генераторами на 400 Гц он не взлетит, равно как и свинцово-щелочными аккумуляторами :)

По части винтов меньшего диаметра - тут вот какое еще дело есть ... редуктор называется... - может сдаться что так будет выгоднее.
 
Последнее редактирование:
A

A_Z

Старожил
thanks to their higher power density (from 3.3kVA/kg to 8kVA/kg)
Я довольно долго искал информацию об этом генераторе. Даже упоминание разработчика встречается не часто. Обозначение генератора не встречается вообще. Про характеристики, включая массу, и речи нет.
А практика показывает, что когда данные не публикуются, это означает, что не всё там так ладно, как визжат с высоких трибун топ-манагеры "Боинга". :)

По части винтов меньшего диаметра - тут вот какое еще дело есть ... редуктор называется...
Понятно, ты вклинился в разговор с середины.
Re: к.п.д. винта пропорционален его диаметру.
Никогда не задумывался, почему подавляющее большинство вертолётов - однороторной схемы?
 
yacc11

yacc11

Местный
А практика показывает, что когда данные не публикуются, это означает, что не всё там так ладно, как визжат с высоких трибун топ-манагеры "Боинга". :)

Re: к.п.д. винта пропорционален его диаметру.
Никогда не задумывался, почему подавляющее большинство вертолётов - однороторной схемы?
Так со всеми электрическими и гибридными самолетами не все так гладко :) Вон я статью привел - NASA посчитала топливную экономию в 7-8%, мужик в диссере учел неоднородность потока на входе электровентилятора и падение давления и сказал - "а фига! будет у вас порядка 4%" :)

У вертолетов несколько другой режим, чем у турбовинтовых самолетов - там скорости относительно небольшие.
Не, оно понятно, что наверное если сделать Ан-24 или Ан-12 с одним-пребольшим винтом - наверное будет выше КПД, только шасси делать задолбаемся :)
 
Бурундук

Бурундук

Старожил
Идея с питанием электродвигателей от турбогенератора напоминает бизнес-модель: украсть ящик водки, продать, деньги пропить. Смысл не особо очевиден.
Den_K, начнём с того, что мощность турбогенератора может быть намного меньше мощности электродвигателей. Потому как в пиковых режимах (при взлёте, наборе, уходе на второй круг) они питаются одновременно от генератора и аккумуляторов.
Так устроен, например, экспериментальный самолёт на базе DA-40. Один дизель-мотор на 150 л.с. с генератором и два электромотора по 100 л.с. каждый. Вот уже преимущество.

1560184367620.png
 
A

A_Z

Старожил
Не, оно понятно, что наверное если сделать Ан-24 или Ан-12 с одним-пребольшим винтом - наверное будет выше КПД, только шасси делать задолбаемся :)
Не надо заговаривать мне зубы. :)
Речь идёт о том, что в обсуждаемом патенте крейсерская мощность распределяется по четырём винтам уменьшенного диаметра вместо двух "больших". И никакие редукторы :) не спасут от неизбежного при этом снижения к.п.д.
 
A

A_Z

Старожил
Один дизель-мотор на 150 л.с. с генератором и два электромотора по 100 л.с. каждый. Вот уже преимущество.
В одной из серийных модификаций DA-40 оснащается дизелем АЕ300 мощностью 123,5 кВт.
Упомянутый "гибрид" имеет дизель мощностью 110 кВт. При этом машина дополнительно несёт генератор, два э/двигателя по 75 кВт, две акк. батареи по 12 кВт*час, два винта вместо одного, силовую электропроводку и коммутирующую аппаратуру, а также "маленькое крыло" под двигатели, которое не только что-то весит, но и создаёт дополнительное сопротивление.
Даст ли 20-процентный прирост взлётной мощности какое либо "преимущество" при увеличении массы и ухудшении аэродинамики, непонятно. Поскольку ТТХ "гибрида" традиционно не публикуются.
 
Реклама
A

A_Z

Старожил
Как минимум на один экспериментальный борт Emrax ставили
На какой именно "экспериментальный борт"?

Ожидаемо.
Оно, конечно, 126.5Kg (279lbs) (Generator Only) - вот только там ещё присутствует система охлаждения в виде Oil conduction and spray. И сколько всё в совокупности весит, естественно, не сообщается.
Опять же, привод не от ТВлД. В общем, лабораторная установка.
Куча времени и денег уйдёт, пока это появится на борту. Если появится.