Электроавиация

Для начального обучения электрички вполне могут прижиться. НО не более. Кроме того, желательно тогда уж сделать электричку точно такую же как не электричку - скажем сделать C172EV электрическую а C172SP обычную, чтобы можно было пересаживаться.
 
 
 
 
Swoop-77, я во многом согласен с Вами, но не во всём.

Сейчас критическая температура у суперпроводников подползла к -35 Цельсия. Это уже не жидкий азот, а сухой лёд. И, что важно - это теплее, чем температура на эшелоне.

А распределенные по крылу и вообще по аппарату двигатели - это очень перспективное направление. Там сдвиг результатов (качество, удельный расход, ВПХ) не на проценты, а на десятки процентов намечается, то есть, действительно прорыв.

Другое дело, что запихивать всё в тему "малая авиация России" - это лукавство.

Однако, у директоров российских научных институтов небогатый выбор: либо пытаться заниматься наукой, получая деньги по лукавым тендерам; либо заниматься явной фигнёй и показухой; либо принципиально перестать ловчить, плюнуть на всё и смотреть, как разваливается коллектив (а для многих это дело всей жизни).

Первое, на мой взгляд, предпочтительнее.

PS. Обоими темами, судя по докладам на ICAS 2018, занимается большинство ведущих производителей двигателей и самолётов. И занимаются, исходя из прогноза бурного развития электротехники, в том числе, улучшения удельных показателей всех составляющих электрической и гибридной силовой установки. Вот прогноз Rolls-Royce. "Disruption in conductor technology" - это ВТСП с комнатной температурой.



На мой взгляд, занятия подобными темами куда полезнее для будущего российской авиапромышленности, чем очередная перелицовка Ан-2.

 
Последнее редактирование:
Бурундук!
Все эти темы многократно обсуждались на соответствующих совещаниях и в ЦАГИ, и в ЦИАМ, и в ГосНИИ АС, и в СибНИА. Мой взгляд простой на все это. Сначала нужно на бумаге доказать состоятельность всей системы в целом. Продемонстрировать энергетический баланс самолета и т.п. Я не раскрою страшной тайны, но то о чем Вы пишите про -35С в подобных системах для самолета невозможно реализовать. Это уже доказано. Возможно в далеком, далеком и еще 10000 раз далеком будущем. То же касается и распределённых силовых установок. Кто против? Я говорю о том, что сначала все это можно сделать в виде реальной НИР и показать на бумаге как это летает. Можно сделать стенд для проверки этой силовой установки в ЦИАМ. Но зачем все это бездоказательное лепить на самолет и летать? В чем смысл. Какие батареи ставить? Как это все эксплуатировать в перспективе? Вы представьте 10 двигателей на крыле - это 10 в 3 степени возможные ошибки. А там еще и решили в крейсерском режиме убирать воздушные винты в крыло, так как доказано, что для данного режима они не нужны. Представляем дальше. Сибирь, зима, метель, сугробы, что машины откапывать приходится... И как вот это все теперь очистить от снега, льда и т.п. В целом это все называется энергетическая механизация, которая давно изучается. Но прорыва от неё ждать не стоит. Даже НАСА по этому направлению сократило финансирование. Ответьте пожалуйста сами себе на следующий вопрос - «Когда (в каком году) можно получить подобный самолет малой авиации»? Поверьте это очень далекое будущее и показатели достижимости каких то первых возможных объектов это горизонт 2030-2035 года. Доказано в мире.
Но я могу согласиться с тем, что изучать это нужно, как минимум для доказательства или опровержения необходимости подобных ЛА. Но точно не за те деньги, которые выделяют для развития малой авиации. Сейчас важно начать решать саму проблему всей этой малой авиации, а не заниматься возможными проектами далекого будущего.
 
Все эти вещи с распределенными силовыми установками, новыми принципами управления и т.д. будут реализованы там, где есть платежеспособный спрос, увы
 
А где про это почитать можно?
Потому как то, что я помню из аэродинамики, заявленному несколько противоречит.
Во-первых, к.п.д. винта пропорционален его диаметру, а "распределение" - это как раз много винтов малого размера вместо одного-двух больших винтов. Во-вторых, распределённые силовые установки дают увеличение площади конструкции, омываемой потоком воздуха от винтов - что тоже не идёт на пользу экономичности.
А вот плюсов (аэродинамических) от "распределения" я пока как-то не представляю...
 
A_Z, я это слушал вот здесь, но сейчас искать надо, название доклада не помню, извините. Поэтому сразу не отвечу Извините.


Однако, к.п.д. винта растёт с ростом диаметра "при прочих равных" (при одинаковой подводимой мощности), а так к.п.д. маленьких промышленных вентиляторов тоже высок и смысл именно в разделении мощности силовой установки на много движителей.

Преимущества: представьте, например, эффект Коанда вдоль всего размаха крыла. Или правильное омывание потоками воздуха управляющих поверхностей (это больше для БПЛА - т.к. вопросы безопасности возникают). Или управление без управляющих поверхностей (для них же). Или управление пограничным слоем. Возможностей много.
 
Бурундук! Вам в копилку для размышлений. Эффекты с распределенными силовыми установками вдоль размах крыла имеют право на существование. Действительно можно добиться существенного увеличения Cу (более 3 единиц) на взлете, что очень хорошо для STOL самолетов. Но в крейсерском полете они в таком количестве как бы «нафиг» не нужны. При этом мы рассматриваем с Вами задачу лишь аэродинамики. А теперь накладываем все это на конструкцию и системы самолета. Что получаем. Кратко и несколько слов. Крыло у нас не является абсолютно жестким и имеет в том числе крутку. В полете так же будут возникать изгибы и аэродинамическая крутка из-за жесткости крыла. Ключевое здесь то, что вектор потока от этих двигателей будет разный. Что только не выдумывали учёные из ЦАГИ это уму не постижимо. К стати в ЦАГИ, в большей степени, нормальные то ученые как раз понимают тупиковый путь развития данного направления. Но, как всегда свои но... Далее. С точки зрения создания безопасных систем и систем управления этими двигателями получается очень сложная архитектура комплекса. И особенно в части силовой электрики. Вы же не посадите на одну силовую шину все двигатели разом. Нет, не сможете, по условиям «отказобезопасности». Результатом получается то, что вся электронная начинка (СЭС, управления движителями и так далее) будет весить больше чем все эти двигатели вместе взятые. И это все считалось и тому есть подтверждения в виде тех самых отчетов НИР. Понятно, что нужно двигаться и развиваться. И на мой взгляд это должен делать ЦИАМ в части двигателестроения, но не за деньги малой авиации. Ну и самое главное. Законы физики никто не отменял. Поэтому я и написал выше о том, что сначала пусть на бумаге докажут весь энергетический баланс самолета. Сколько энергии взял (например аккумуляторы), столько ее с учетом снижения КПД винтов и электросистем придёт к движителю. Ну если только атомный реактор поставить?! Есть вариант генерирования турбогенератором (ТВД + генератор). ЦИАМ этим сейчас будет заниматься. Есть смысл, мы обсуждали подходы разработки данных систем, и наконец то они пришли к этому, но ощутимый результат можно будет увидеть только где нибудь после 2030 года. Кроме того, с точки зрения нормативной базы создания подобных ЛА в мире практически ничего нет. И этим то же нужно заниматься.
Один из вариантов ЛА от ЦАГИ с распределенными силовыми установками (подчеркиваю один из многих) на это даже есть патент:
 
Последнее редактирование:
Ну и ЦАГИ - в части аэродинамики. И ВИАМ - в части тех же сверхпроводников.

То, что результат реально увидеть после 2030 г. (за исключением БЛА) - тоже да. Но наука на то и наука, что должна думать вперёд.

Но согласен, что не за деньги малой авиации.

Однако, финансирование и академической, и отраслевой науки за последние годы драматически сократилось. Академический институт, где я работал раньше, сократил численность в 2,5 раза. Ещё хуже - что денег хватает только на зарплату. Ни на библиотеку, ни на командировки, ни на приём иногородних исследователей денег нет совсем. Не говоря уже про более дорогостоящие вещи (экспериментальные установки и т.д.). То есть, включён режим даже не выживания: институты закукливаются до состояния спор и ждут более благоприятных условий.

В такой ситуации у руководителя, как я уже писал (я сейчас говорю о честном, порядочном и болеющем за дело руководителе) два выхода: влезать в любые темы, рискуя репутацией и свободой и заранее понимая, что отчёт будет липой, либо смотреть, как институт агонизирует и погибает.

Поэтому то, что делает НИЦ, пропихивая явно доморощенные и уже ведущиеся работы в не соответствующий им грант - это неправильно и нехорошо. Но камень я в них не брошу, потому как понимаю мотивы такого поведения.
 
Поэтому сразу не отвечу
Ничего, я подожду.

а так к.п.д. маленьких промышленных вентиляторов тоже высок...
У промышленных вентиляторов есть ма-а-аленькое отличие от воздушных винтов - они стоят на месте.
А как известно, на стоящем самолёте к.п.д. пропеллера равен нулю.

Извините, но это всего лишь мантра.
Есть такой общий для много чего "закон куба-квадрата".
В частности, он говорит о том, что два больших двигателя выгоднее, чем четыре вполовину меньшей мощности. Почему, собственно, четырёхдвигательные лайнеры и стали редкостью - они существуют только в том случае, когда двигателей потребной мощности просто нет.
И "с философской точки зрения" очень трудно понять, почему два двигателя выгоднее, чем четыре - но при этом десять двигателей выгоднее, чем два.

...например, эффект Коанда вдоль всего размаха крыла.
Я, наверное, могу припомнить три попытки использовать эффект Коанда - и все они успеха как-то не принесли.
Да, там было не "вдоль всего размаха крыла" - но в чём принципиальная разница?
Пока что это тоже выглядит как мантра.

Или правильное омывание потоками воздуха управляющих поверхностей.
Извините, но я не знаю, что такое "правильное омывание".
И мне непонятно, какой от этой "правильности" будет эффект.

Или управление без управляющих поверхностей.
Опишите, плиз, как это может выглядеть конструктивно.
И, опять же, какой это даст положительный эффект.

Или управление пограничным слоем.
Эффект управления пограничным слоем известен 115 (сто пятнадцать) лет. Игрались с ним очень много. В несколько заходов.
Вот только почему-то в практику системы УПС так и вошли.

Возможностей много.
Пока я вижу только много слов о возможностях.
Точнее, о якобы возможностях.
 
"Присоединяюсь к предыдущему оратору".
Есть теплотворная способность углеводородного топлива, есть к.п.д. ГТД / ДВС, есть масса силовой установки и обслуживающих её систем.
Есть удельная энергоёмкость аккумулятора, есть к.п.д. электродвигателя, есть масса силовой установки и обслуживающих её систем.
Ну, и показал бы кто-нибудь, как меняется по дальности масса комбинации "силовая установка + источник энергии + обслуживающие системы" для обоих случаев. Ведь это несложно. И показал бы, начиная с какой дистанции электрический или гибридный привод становится выгоднее, чем "традиционный".
Ан, нет - одни только мантры во славу электродвижения.
 
A_Z, частичный ответ на ваши вопросы:

Закон куба-квадрата не абсолютен и не всегда работает в пользу увеличения размеров (вес в кубе - подъёмная сила в квадрате). Законы масштабирования для электродвигателей, вероятно, будут другими, чем для ТРД.

Про промышленные вентиляторы - повеселили. Про нулевой к.п.д. винта стоящего самолёта - тоже (к.п.д. винта равен отношению увеличения кинетической энергии воздушного потока, созданной винтом, к энергии, потребляемой силовой установкой за то же время).

СУПС не получили развития из-за сложности их организации "традиционными" методами (отбор воздуха, сложные трубопроводы и т.д.). С использованием минидвигателей система становится локальной - и заметно более лёгкой.

"Правильное" омывание поверхностей - это в струе винтов, что хорошо для полётов на малых скоростях.

Эффекты Коанда на "чебурашках" большой пользы не принесли именно потому, что затрагивали малую часть потока по размаху крыла. И в этом есть принципиальная разница, как минимум - на порядок.

Управление без управляющих поверхностей - изменением тяги отдельных двигателей (речь идёт именно об управлении, а не о балансировке).

Полного же ответа, естественно, не будет, так как вы мне предлагаете для удовлетворения вашего интереса выполнить НИОКР и бесплатно выложить его результаты.

Однако я вижу, что серьёзные участники рынка усиленно изучают схему самолёта с гибридной установкой и большим количеством двигателей (турбоэлектролёт), в том числе с использованием ВТСП. Преимущества они, естественно, оценивают, но сейчас их искать, чтобы выложить здесь, мне лень.
 
Последнее редактирование:
Pit, согласен. И я об этом и говорю. Сколько ни крути вентилятор, а теория вероятности говорит. Докажите по «отказобезопасности» условие, что произойдёт в случае отказа всей системы на одном крыле? И как парировать этот момент? Никаких рулей не хватит. А вероятность отказа очень велика и это было показано в разных работах ГосНИИ АС. Эффект получится как при обрубании хвостовой балки на вертолете. Поэтому я и говорю - чудес не бывает, изучать нужно, но доказать сначала на бумаге.
 
Последнее редактирование:
Мы в данном случае говорим о двигателях. В этой отрасли до заданных оным законом "ограничений сверху" пока далеко.

(устало) Опять "вероятно".
Это ведь всё считается - только расчётов "в целом" почему-то не видать. Адепты этой идеи упирают на частности и качественные оценки. А главный упор - на "эмоции".

Про промышленные вентиляторы - повеселили.
Вас повеселило то, что они, оказывается, стоят на месте?

Про нулевой к.п.д. винта стоящего самолёта - тоже...
В своё время, впервые столкнувшись при проектировании с ТВД, я этому изрядно удивился, и, между нами, до сих пор не понимаю, каким образом винтовой самолёт трогается с места.
Но тем не менее, это "аэродинамический" факт.



Пример конструктивной реализации подобной системы приведите, плиз.
С численными оценками её эффективности.

Для сваливания наибольшее значение имеет устойчивость / управляемость по рысканию.
Но вот что-то не видать проектов с кучей двигателей на киле / килях.

"Слова, слова, слова..." (В.Шекспир, "Гамлет, принц датский").

Я просил привести пример конструктивной реализации такой системы - а не очередного набора общих слов.
Например, управления по крену.

Вы хотите сказать, что подобных НИОКР никто не выполнял, и результаты этих работ не публиковались?
Тогда о чём мы вообще говорим?

С того момента, как основной целью компаний - в том числе и "серьёзных участников рынка" - стала даже не прибыль, а капитализация, информационное пространство пополняется исключительно "весёлыми картинками". Их единственное назначение - навешивание лапши на уши акционеров, не отягощённых не то, что профессиональными знаниями, а даже знанием физики на уровне 6-го класса и здравым смыслом.

Без комментариев.
 
Согласен с аргументами A_Z. Не добавить, не отнять. Мало того, все эти теории про распределенные движители и т.п. исследования, турбоэлектролеты, изложены не только в отчетах по НИР в России, но и в зарубежных источниках, в том числе НАСА.
Я лишь добавлю про масштабируемость электродвигателей и спор вокруг этого в научных кругах. На одном из многочисленных заседаний научных организаций в ЦАГИ, представители ОКБ Миля подтвердили то, что масштабировать эти электродвигатели не представляется возможным. То же подтвердило и ГосНИИ АС. Совсем другие законы регулирования возникают при переходе от одной системы к другой. И система будет другой. По этой же причине в ЦАГИ и хотят засунуть в натурную аэродинамическую трубу полноразмерное крыло с многочисленными двигателями и продуть. Представьте в натурную аэродинамическую трубу! Была идея у них (ЦАГИ) даже все это распределенное хозяйство поставить вместо крыла Л-410 и сделать натурные продувки. А электрические движители наверное возьмут от стиральной машинки. Все дело в том, что очень сложно сделать математическую модель подобных «летающих карлсовнов». Поэтому и НАСА со своим Х-57 Maxwell делали натурный образец крыла и гоняли его на машине по ВПП в рамках исследований. А теперь это все нужно наложить на реальные (!) законы управления, реальный объект - ЛА. Ой как не все гладко то будет...
Уважаемый Бурундук написал, что подобными исследованиями и работами нужно заниматься. Так никто и не против! И действительно Вы правы в том, что всю нашу фундаментальную науку, да и прикладную тоже, засунули в ту самую «Ж». Это только с зомбоящика нам вещают как все у нас классно, а те кто реально находятся в этой «Ж» знают на своей шкуре как все тяжело. Поэтому у нас и делается все по остаточному принципу, и бюджет размазывается лишь бы как то прокормить этих ученых, да еще чтобы они не выступали где не попадя. И я соглашусь с Вами, уважаемый Бурундук в том, что на вот таки подобные фундаментальные или прикладные исследования в Государстве практически ничего не выделяется. К сожалению такова суровая действительность наших дней.
 
Последнее редактирование:
Поэтому в предыдущем сообщении я и писал, что это для БПЛА.
Другое дело, что при распределённой СУ будет иметь сравнивать вероятность двух событий: "силовая установка сломается настолько сильно, что управление станет невозможно" и "сломается классическая система: скажем, качалка руля или ещё что-то".

Кстати, "управление шагом винта" уже применяется в мультикоптерах, а на мультикоптерах собираются возить пассажиров.


Сколько платите за проведение НИОКР?
 
Реакции: Pit
A_Z, нет, этого я сказать не хочу.

Я хочу сказать, что вы из сообщения в сообщение подбиваете собеседника на выполнение трудоёмких действий. Дайте мне, найдите мне, посчитайте мне. Сами же ограничиваетесь саркастическими репликами типа "раньше не было - и сейчас не получится".

Вопрос: зачем мне тратить время и силы, выполняя задания (не просьбы, у вас они звучат именно как задания) недружелюбного собеседника? Я ценю своё время и своё хорошее настроение.

Ваш стиль общения - это ваш выбор, но мне кажется, что в результате вы теряете и приятельские отношения, и возможность получения интересной информации. И это впечатление касается вашего общения не только со мной.
 
Реакции: AH_R