Электроавиация

NikolayT

NikolayT

Новичок
Не факт. Я читал статью со ссылками на NASA. Кстати, там же была и оценка времени появления подобных технологий - "скорее всего, 2035-й год".
Такой "горизонт планирования", на мой взгляд, говорит о серьёзных технических проблемах в сочетании с надеждами типа "авось, за это время что-нибудь придумается".
Компания superox есть в списке на ASuMED и в новости про Як-40
 
Реклама
S

Seerndv

Старожил
Surf Air’s Ampaire Acquisition Could Speed Up Hybrid-Electric Aviation
Graham Warwick February 18, 2021
Ampaire Cessna Skymaster
Ampaire is flight-testing a Cessna Skymaster-based propulsion testbed and developing hybrid-electric upgrades for the Twin Otter and Caravan.
Credit: Ampaire

Hybrid-electric power train developer Ampaire is being acquired by Surf Air Mobility, a company focused on providing an alternative to driving or flying on commercial airlines for trips of 50-500 mi.
Surf Air Mobility was formed in 2020 when Surf Air, which provides scheduled short-haul flights for a monthly membership fee, purchased BlackBird, an aviation marketplace that enables passengers to charter flights on private aircraft. Surf Air Mobility subsequently secured a $200 million investment commitment from Luxembourg-based Global Emerging Markets Group in a deal to go public.
  • Ampaire is targeting upgrades for 9-19-seaters
  • Surf Air plans to deploy across regional fleets
Through Surf Air and BlackBird, the company has access to a fleet of turboprop commuter and general aviation aircraft. Acquiring Ampaire will enable Surf Air Mobility to improve the affordability, accessibility and environmental footprint of regional travel, the company says.
“We see the near-term opportunity to transform existing turboprop aircraft across the entire industry as the first step to ultimately extend to fully electric aviation across all trip lengths,” says Surf Air Mobility co-founder and CEO Sudhin Shahani.
Ampaire is developing hybrid-electric power trains for retrofit into 9-19-seat piston and turboprop aircraft. The startup is flying two propulsion testbeds modified from the Cessna 337 Skymaster, with a battery-powered electric motor replacing one of the two piston engines.
With funding support from NASA, Ampaire is now developing a megawatt-class, hybrid-electric propulsion conversion for the 19-seat twin-turboprop de Havilland Canada DHC-6 Twin Otter. This is planned as the startup’s first commercial offering.
“The same building blocks of the electrified power train from the Twin Otter can be applied to other turboprops in the Part 23 category, for example the Cessna Caravan. We’ll continue working on both,” says Ampaire co-founder and CEO Kevin Noertker.
Beyond using Ampaire’s technology on its own fleet, he says, Surf Air Mobility intends to make hybrid-electric power train upgrades available to fleet operators—on and off its BlackBird platform—as well as license the technology to original equipment manufacturers for new aircraft.
With the reduced direct operating costs of hybrid-electric aircraft, Surf Air Mobility will be “able to create a new kind of point-to-point network that opens up previously untenable markets with more direct connections,” says President Fred Reid. “With half of all U.S. flights 500 mi. or less, hybrid-electric technology will have an immediate and broad-reaching impact.”
The acquisition will align Ampaire more closely with aircraft operators and streamline product development and deployment, says Surf Air Mobility. The deal will also allow the hybrid-electric startup to address a wider range of aircraft for upgrade, the company says.
The first upgrades are planned to be FAA-certified by the end of 2023. “Consumers may be able to fly on hybrid airplanes in the Surf Air Mobility fleet as early as 2024,” the company says. “The probability of achieving that timeline has increased as a result of this announcement.”
The two companies have been in talks since 2019. “What started as the standard discussion around Surf Air evaluating Ampaire’s airplanes evolved into what we are announcing now,” says Noertker. “We have a shared vision and understanding for how the industry will need to evolve in order to bring sustainable flight to market at scale.
“By combining the critical components, including electrified aircraft technology, airline operations and passenger demand aggregation, we can address each of the key challenges for adoption with the goal of unlocking the full opportunity of the advanced regional air mobility market,” Noertker says.

Graham Warwick
Graham leads Aviation Week's coverage of technology, focusing on engineering and technology across the aerospace industry, with a special focus on identifying technologies of strategic importance to aviation, aerospace and defense.
 
S

Seerndv

Старожил
- ссылка на первоисточник:
The Week In Technology, Feb. 22-26, 2021 | Aviation Week Network


- перевод ( спасибо Василию Сычёву):
Двигатели лайнера A320 предложили заменить кольцевым электровентилятором
12:02 22 Фев. 2021

Двигатели лайнера A320 предложили заменить кольцевым электровентилятором


Conseil & Technique

Французская компания Conseil & Technique представила проект конвертации турбовентиляторного пассажирского самолета Airbus A319 или A320 в электрический лайнер. Как пишет Aviation Week, проект предусматривает замену двух двигателей самолета, расположенных под крылом, одним кольцевым электрическим вентилятором в хвостовой части. По оценке специалистов, такое решение имеет несколько преимуществ, включая защищенность пассажиров в салоне в случае аварии, экономичность и аэродинамические характеристики.
Считается, что электрические самолеты позволят сделать авиацию экологичнее. Это особенно актуально в связи с регулярным ужесточением международных требований к экономичности и уровню вредных выбросов пассажирскими летательными аппаратами. В частности, в настоящее время действуют новые требования Евросоюза к вредным выбросам авиацией. Согласно им, к 2050 году выбросы парниковых газов самолетами должны уменьшиться на 75 процентов.
Проект, представленный Conseil & Technique, получил название IP2 (Integrated Propellers for Plane, интегрированные воздушные винты для самолетов). Он предусматривает отказ от использования традиционных турбовентиляторных двигателей под крылом пассажирского самолета и всех систем защиты, связанных с ними, и топливных баков. По оценке разработчиков, это позволит снизить массу самолета, благодаря чему на нем можно будет разместить аккумуляторную батарею массой 30 тонн.
Хвостовую часть A319/A320 планируется изменить. В частности, вместо традиционного хвостового оперения самолет предлагается оснастить двумя, установленными под углом друг к другу, килями. Кроме того, в хвостовой части предлагается установить кольцевой электрический вентилятор с двумя контрвращающимися роторами. Такой электровентилятор в полете будет втягивать пограничный воздушный слой, образующийся на фюзеляже самолета. Предполагается, что благодаря этому удастся продлить зону ламинарного воздушного потока на фюзеляже, что положительно скажется на расходе заряда батарей.
Разработчики также полагают, что размещение вентилятора в хвостовой части позволит повысить безопасность самолета, одновременно дополнительно снизив его массу. Дело в том, что в случае аварии с разрушением одного или обоих роторов, их фрагменты будут улетать назад под действием набегающего воздушного потока и не будут представлять угрозы для фюзеляжа и пассажиров. Это означает, что не нужно будет организовывать дополнительную защиту в зоне вентилятора.
Хвостовую часть самолета с электрическим кольцевым вентилятором можно будет сделать модульной. Таким образом при необходимости ремонта или модернизации можно демонтировать весь узел целиком и установить вместо него новый. Предполагается, что благодаря этому ремонт и обслуживание самолета станут дешевле. Кроме того, разработчики полагают, что отказ от размещения двигателей под крылом, позволит добиться ламинарного течения по всей его площади. Это тоже поможет экономить расход аккумуляторных батарей за счет уменьшения лобового сопротивления.
По предварительным расчетам, лайнер A319, переделанный по проекту IP2, при полном заряде аккумуляторной батареи массой 30 тонн с электрической плотностью аккумуляторов 150 ватт-час на килограмм сможет находиться в воздухе до 78 минут. При использовании аккумуляторов с электрической плотностью 400 ватт-час на килограмм продолжительность полета самолета составит 323 минуты. Аккумуляторные батареи предлагается размещать под палубой в грузовом отсеке.
В конце прошлого года израильская компания Eviation объявила о доработке прототипа пассажирского электрического самолета Alice и начале подготовки летательного аппарата к первому полету. Rомпания намерена начать летные испытания самолета в 2021 году. Завершить сертификацию Alice разработчики планируют во второй половине 2023 года. Прототип Alice длиной 12 метров рассчитан на 9 пассажиров, но в будущем разработчики планируют создать 22-местную версию летательного аппарата.
Василий Сычёв
 
S

Seerndv

Старожил
- ссылка на первоисточник: Dutch Team Improves Propellers For Electric Aircraft | Aviation Week Network

- перевод и обработка ( спасибо Василию Сычёву):

Европейцы разработают тихие эффективные воздушные винты для электросамолетов
09:45 22 Фев. 2021

Европейцы разработают тихие эффективные воздушные винты для электросамолетов


Smart Rotors Project
Европейский фонд регионального развития совместно с Делфтским техническим университетом запустили исследовательскую программу в области воздушных винтов и лопастей для них, которые будут использоваться на электрических и гибридных летательных аппаратах. Как пишет Aviation Week, исследование преследует сразу две цели: создание тихих и эффективных воздушных винтов и разработка технологий их производства в больших объемах.
Электрическая и гибридная авиация сегодня рассматриваются в качестве экологичной альтернативы современным самолетам и вертолетам, летающим на углеводородном топливе. Новые летательные аппараты будут иметь большее количество воздушных винтов, чем современные самолеты и вертолеты, а значит производителям придется значительно увеличить объемы производства таких агрегатов. Кроме того, электрические аэротакси, например, будут выполнять полеты в городах, а значит они должны быть относительно тихими.
На исследование в области воздушных винтов европейцы намерены потратить 1,44 миллиона евро. В новом проекте также участвуют нидерландские аэрокосмический центр Royal NLR, компания по производству композитных узлов KVE Composite Group и фонд инноваций RHIA, основанный аэропортом Роттердам-Гаага. Демонстрационные испытания новых воздушных винтов разработчики намерены проводить в технопарке в Ипенбурге.
В рамках исследования разработчики намерены определить новую конструкцию воздушных винтов и их лопастей, при которых агрегаты издавали меньше шума. При этом снижение шумности воздушных винтов не должно негативно сказаться на их эффективности. Разработчики полагают, что благодаря изменению конструкции воздушных винтов можно добиться снижения их шумности на 8 — 20 децибел в зависимости от класса летательного аппарата.
Кроме того, исследователи намерены найти новые технологии производства лопастей и воздушных винтов, которые позволят существенно нарастить объемы серийного выпуска таких агрегатов. В числе рассматриваемых технологий — предварительная автоматизированная формовка лопастей из сухого углеволокна с последующей пропиткой полимерами.
Ранее французская авиакомпания Air France-KLM, оператор аэропортов Groupe ADP и власти Парижа занялись исследованиями возможностей применения водорода в аэропортах. В рамках проекта планируется изучить предложения компаний по хранению и транспортировке водорода в аэропортах, использования его для энергообеспечения инфраструктуры, а также заправки наземного аэродромного транспорта и самолетов. Исследование будет проводиться по трем направлениям: инфраструктура, использование и эффективность.
Василий Сычёв
 
VirPil

VirPil

Старожил
к 2050 году выбросы парниковых газов самолетами должны уменьшиться на 75 процентов
Ню-ню. Это в четыре раза расход керосина снизить? Или перелеты на столько же сократить?
одним кольцевым электрическим вентилятором в хвостовой части
ETOPS смеется.
 
A

A_Z

Старожил
Разработчик обещает продолжительность полёта 78 минут. То есть улетит оно километров на семьсот (если скорость сохранится прежней - но об этом скромно умалчивается).
С учётом того, что сейчас А319/320 имеет дальность за шесть тысяч километров...
 
S

Seerndv

Старожил
Вы, конечно, не любите этот источник , но у меня семейный бюджет не позволяет платить за все подписки, от чего то приходится отказываться:
ГРАФЕНОВЫЙ АККУМУЛЯТОР. ПРОРЫВ В СОЗДАНИИ УСТРОЙСТВ ХРАНЕНИЯ ЭНЕРГИИ

14.02.2020
В настоящее время потенциальных покупателей электромобилей зачастую пугает перспектива довольно небольшого пробега автомобиля от одной подзарядки и слишком долгий процесс заряда аккумуляторов. В самое ближайшее будущее все может очень сильно измениться и нас ждут весьма интересные девайсы способные заряжаться за несколько минут, а также графеновые электронные компоненты и другие наноматериалы.

Графеновые аккумуляторы окажут громадное влияние на все сферы повседневной жизни. Для примера, удельная емкость литий-ионного аккумулятора применяемого в настоящее время, составляет 200 Вт/ч на 1 кг веса. Графеновый аккумулятор такого же веса имеет удельную емкость 1000 Вт/ч. Очевидно, что графеновая аккумуляторная батарея установленная, например, в Tesla Model S способна увеличить пробег электромобиля с 334 км до 1013 км на одной подзарядке. Кроме всего прочего такие батареи можно зарядить менее чем за 10 минут. Конечно, чтобы достичь такой скорости заряда необходима мощная зарядная станция, но это уже не такая большая проблема.

Еще в декабре 2018 года индийская компания Log 9 Materials объявила, что работает над металлическими воздушно-воздушными батареями на основе графена, что в теории может даже привести к появлению электрических транспортных средств, работающих на воде. Металлические воздушные батареи используют металл в качестве анода, воздух (кислород) в качестве катода и воду в качестве электролита. В воздушном катоде батарей используется стержень графена. Поскольку кислород должен использоваться в качестве катода, катодный материал должен быть пористым, чтобы воздух мог проходить, свойство, в котором графен превосходит другие. Согласно Log 9 Materials, графен, используемый в электроде, способен увеличить эффективность батареи в пять раз при стоимости в одну треть.

Новые разработки графеновых аккумуляторов

Многие разработчики верят, что будущие аккумуляторы станут иметь совсем другую форму, строение и химический состав по сравнению с литий-ионными, которые в последнее десятилетие вытеснили иные технологии со многих рынков. Они считают, что будущее за графеновыми аккумуляторами. Сравнительно недавно Graphenano, компания из Испании, продемонстрировала прототип графен-полимерного аккумулятора обладающего уникальной способностью – требуемое время его заряда в 3 раза меньше, чем для обыденных литий-ионных аккумуляторов. Конечно же успехи этой компании подхлестнули громадный интерес различных производителей, которые стали тотчас предвкушать все выгоды применения таких аккумуляторов.

В компании Graphenano разработали аккумулятор Grabat, который может обеспечить запас хода электромобиля до 800 км. Ёмкость 2,3-вольтового Grabat огромна: около 1000 Вт⋅ч/кг. Для сравнения, у лучших образцов литий-ионных аккумуляторов — на уровне 180 Вт⋅ч/кг. Разработчики утверждают, что аккумулятор заряжается всего за несколько минут — скорость зарядки/разрядки в 33 раза выше, чем у литий-ионных. Быстрая разрядка особенно важна для обеспечения высокой динамики разгона электромобилей. Графеновые батареи менее громоздкие, чем их литий-ионные аналоги: масса графенового аккумулятора вдвое меньше массы литий-ионного. И что не маловажно, такие батареи не могут взорваться. В конце 2015 года Graphenano открыли завод площадью более 7000 квадратных метров по производству графен-полимерных аккумуляторов в испанском городе Екла, благодаря объединению усилий с группой химиков из Национального университета Кордовы и компанией Grabat Energy. Было создано специальное оборудование для обеспечения 20 сборочных линий на 80 миллионов ячеек. Эти аккумуляторы не будут производить газ и не будут пожароопасными, заявляют в Graphenano, даже короткое замыкание им не будет страшно. Полимер был сертифицирован при сотрудничестве с институтами Декра (Испания) и TUV (Германия).

Графен представляет собой слой атомов углерода толщиной в один атом, расположенный в гексагональной решетке (в виде шестиугольников). Это строительный блок углерода, но графен сам по себе является замечательным веществом, обладающим множеством удивительных свойств, которые постоянно дают ему название «чудо-материал».

Как улучшить характеристики существующих аккумуляторов

В области аккумуляторов обычные материалы для аккумуляторных электродов (и перспективные) значительно улучшаются при добавлении графена. Графеновая батарея может быть легкой, долговечной и подходящей для накопления энергии большой емкости, а также для сокращения времени зарядки. Это продлит срок службы батареи, что связано с количеством углерода, который нанесен на материал или добавлен к электродам для достижения проводимости, а графен добавляет проводимости, не требуя количества углерода, которое используется в обычных батареях. Графен может улучшить такие свойства батареи, как плотность энергии и форму, различными способами. Так литий-ионные аккумуляторы (и другие типы аккумуляторных батарей) могут быть улучшены путем введения графена в анод аккумулятора и использования проводимости материала и характеристик большой площади поверхности для достижения морфологической оптимизации и производительности. Также было обнаружено, что создание гибридных материалов также может быть полезным для улучшения качества батареи. Например, гибрид катализа оксида ванадия (VO2) и графена может быть использован на литий-ионных катодах и обеспечивает быструю зарядку и разрядку, а также большую стойкость цикла зарядки. В этом случае VO2 обладает высокой энергоемкостью, но плохой электрической проводимостью, что можно решить, используя графен в качестве своего рода структурной «основы», на которой можно присоединить VO2- создавая гибридный материал, который обладает как повышенной емкостью, так и превосходной проводимостью. Исследователи ищут новые типы активного электродного материала, чтобы вывести батареи на новый уровень высокой производительности и долговечности и сделать их более подходящими для больших устройств. Наноструктурированные материалы ионно-литиевых батарей могут обеспечить хорошее решение. По последним данным исследователи из Венского университета и международные ученые разработали новый наноструктурированный анодный материал для ионно-литиевых батарей, который увеличивает емкость и срок службы батарей. 2D/3D нанокомпозит на основе смешанного оксида металла и графена, разработанный двумя учеными и их командами, как утверждается, серьезно улучшает электрохимические характеристики литий-ионных аккумуляторов. Основанный на смешанном мезопористом оксиде металла в сочетании с графеном, этот материал может обеспечить новый подход к более эффективному использованию батарей в больших устройствах, таких как электрические или гибридные транспортные средства. Новый электродный материал обеспечил значительно улучшенную удельную емкость с беспрецедентной обратимой циклической стабильностью в течение 3000 обратимых циклов зарядки и разрядки даже при очень высоких режимах тока до 1280 миллиампер. Для сравнения, современные литий-ионные аккумуляторы теряют свою эффективность после примерно 1000 циклов зарядки.


Финансовые проблемы реализации научных достижений

Проблема создания новых аккумуляторных батарей еще и в том, что сейчас исследованиями в области элементов питания занимается слишком много компаний. Проектов просто огромное количество — от «пенных» и жидких батарей до аккумуляторов с экзотическими соединениями в составе электролита. И явного лидера среди всех этих компаний нет. Особого энтузиазма такая ситуация не вызывает и среди инвесторов, которые не слишком охотно выделяют деньги на новые проекты. А денег требуется много. «Для того, чтобы создать небольшую промышленную линию по производству аккумуляторов, создаваемых по новым технологиям, требуется около $500 млн. И даже, если бы перспективный аккумулятор был создан, перевести научную работу в сферу коммерции не так просто. Разработчики мобильных устройств или производители электромобилей будут тестировать новые батареи годами, прежде, чем принять решение. Инвестиции за это время не окупятся, а компания-разработчик будет убыточной. Ученые утверждают, что наладить промышленную линию стоимостью в $500 млн. сложно, особенно, если бюджет на год составляет $5 млн. И даже в том случае, когда новая технология попадет на рынок, производителю аккумуляторов нового типа придется пережить нелегкий период адаптации и поиска покупателей. Но пока что до этого этапа никто не доходил. Так, компании Leyden Energy и A123 Systems, разработавшие новые, вполне перспективные технологии, так и не вышли на рынок. Им просто не хватило для этого денег. Еще два перспективных «энергетических» стартапа, Seeo и Sakti3, были куплены другими компаниями. Причем суммы этих двух сделок были гораздо ниже того, на что рассчитывали первые инвесторы компаний. Крупнейшие производители электроники, Samsung, LG и Panasonic, заинтересованы больше в совершенствовании текущих своих продуктов и увеличении числа их функций, чем в получении батарей нового типа. Поэтому пока что продолжается процесс оптимизации Li-Ion батарей, созданных еще в 70-х годах прошлого века. Остается надеяться, что у графеновых аккумуляторов все же получится разорвать порочный круг.

Что дальше?

Сегодня на исследования графена выделено несколько миллиардов долларов, и по прогнозам ученых, этот материал сможет заменить собою кремний в полупроводниковой промышленности. Графен несомненно перевернет мир технологий, в том числе и созданием новых аккумуляторных батарей в ближайшие годы, не в последнюю очередь еще и потому, что он недорог в производстве, и очень распространен в природе. Каждая из стран имеет его в изобилии. Аккумуляторы на основе графена быстро становятся сопоставимыми по эффективности с традиционными твердотельными аккумуляторами. Они все время продвигаются, и скоро они превзойдут своих твердотельных предшественников. Дополнительные преимущества, связанные с присутствием графена в электродах, могут быть полезны, даже если эффективность не так высока. Для батарей, которые обладают аналогичной эффективностью, графеновые батареи являются идеальным выбором, они начали набирать обороты на коммерческом рынке. Ожидается, что мировой рынок графеновых аккумуляторов к 2022 году достигнет 115 миллионов долларов, увеличившись в среднем на 38,4% в течение прогнозируемого периода с рынком с доходом около 38% ».

Удивительные свойства графена

Графен является самым тонким материалом, известным человеку, толщиной в один атом, а также невероятно прочным — примерно в 200 раз прочнее стали. Кроме того, графен является отличным проводником тепла и электричества и обладает интересными способностями поглощения света. В целом графен характеризуется как материал с наивысшей подвижностью электронов среди всех известных материалов. Графеновый слой можно представить, как одну молекулу в которой электроны без преград передвигаются между ее границами – таким образом графеновый проводник способен проводить электричество практически без потерь. Графен – легкий, он весит всего 0,77 миллиграмма на квадратный метр. Поскольку это один 2D-лист, он имеет самую высокую площадь поверхности из всех материалов. Листы графена являются гибкими, и фактически графен является наиболее растяжимым кристаллом — вы можете растянуть его до 20% от его первоначального размера, не разбивая его. Наконец, идеальный графен также очень непроницаем, и даже атомы гелия не могут пройти через него. Он также считается экологически чистым и устойчивым, с неограниченными возможностями для многочисленных применений. Это действительно материал, который может изменить мир с неограниченным потенциалом для интеграции практически в любую отрасль. Когда листы графена предоставлены сами себе, они будут складываться и образовывать графит, который является наиболее стабильной трехмерной формой углерода при нормальных условиях.

Источник контента: Наука и Техника
 
  • Спасибо
Reactions: YB
VirPil

VirPil

Старожил
чтобы достичь такой скорости заряда необходима мощная зарядная станция, но это уже не такая большая проблема.
Это как раз еще большая проблема, чем емкость аккумулятора. При расходе 15 квт.ч на 100 км. чтобы зарядить на эти самые 100 км, за 10 минут нужна мощность около 100 квт.ч. и ток 200-300 ампер (а на 300 км. 700-800 ампер). Как можно за 20-30 минут зарядить самолет на несколько тысяч километров даже представить себе сложно.
 
N

nowhow

Местный
VirPil, а что не так с током в 500 А? поставят 4 зарядки, станет в 4 раза меньше, делов-то.
 
Реклама
N

nowhow

Местный
VirPil, необязательно. Могут использовать промежуточный накопитель. У вас же самолеты не 24 часа заправляются. В любом случае это дело не ближайших 20-30 лет, так что что-нибудь придумают.
 
constructor

constructor

Старожил
Вы, конечно, не любите этот источник.......
Мутная статья, на агитку похожая. И завод в 2015 году уже открыли, а в результате за пять лет одни обещания. Про воздух и воду как источник энергии уже не стоит упоминать, ещё про большие токи 1280 миллиампер.