Elektr dvigatel samolyotda jetli dvigatellar bilan bir xil ishlashni ta'minlaydimi?

Ushbu SE saytida ushbu mavzu bo'yicha turli savollarni ko'rib chiqdim, ammo men bu haqda qoniqarli javob topmadim. Ba'zi izohlar bu erda , elektr motorlar va benzinli dvigatellarda tork va quvvat bilan bog'liq. Qo'shimcha ma'lumot bu yerda topildi.

Mening savolimga asoslanib, batareyalar texnologiyasi hozirda mavjud bo'lgan savdo-sotiqdan sezilarli darajada o'sib boradi. Elektr motorini etarlicha quvvat bilan ta'minlash muammo emas va akkumulyatorning og'irligi yoqilg'iga teng.

Mavjud tijorat samolyotlariga bugungi kunda mavjud jetli dvigatellar bilan bir xil imkoniyatlarni beradigan elektr samolyot motorini yaratish mumkinmi?

30
Batareya vazningiz tezda yonib ketadimi? Dvigatel/yonilg'i tizimining har bir xususiyatini juftlashtirsangiz ham mening haqiqiy samolyotim bir necha tonna/soatga yaqinlashadi
qo'shib qo'ydi muallif Luiz Fernando Penkal, manba
Savolni faqat dvigatellar bilan bog'liq deb bilsak (va biz hadya qiladigan chiroyli batareya ishlashi) - faqatgina elektr dvigatellar keyinchalik yoqish/reheat qilish mumkin emas deb o'ylashim mumkin. Biroq, shunga qaramay, tijoriy samolyotlari hozirgacha taklif qilmagan.
qo'shib qo'ydi muallif Sergey Kudryavtsev, manba
Turbofanslar/turboproplar turbo mexanikasiga tayanadi, ya'ni yonilg'i yondirilgan, milni haydash uchun ishlatiladigan egzoz, bu o'z navbatida yonish kamerasiga ko'proq havo qo'shib, quriladigan bosim, mavjud quvvatni oshirish. Barcha kontseptsiya elektr dvigatellari uchun ishlamaydi, chunki u bilan ishlaydigan egzoz yo'q va bosim mexanik samaradorligi uchun tegishli emas. Siz odatdagidek pervanel tezligidan yuqori turbo-turboqni ishlatishning yo'lini e'tiborsiz qoldirmaguningizcha, ehtimol siz "normal" pervanelere va hozircha cheklangan tezlikka qarayapsiz.
qo'shib qo'ydi muallif DevSolar, manba
Siz shunga o'xshash biror narsani nazarda tutasizmi? scienceamerican.com/article/…
qo'shib qo'ydi muallif Dhayalan Pro, manba
Bu erda asosiy muammo - termodinamiğin qonunlari. Agar akkumulyator akkumulyatorga mos keladigan batareya bo'lsa, unda batareyani zaryad qilish uchun to'g'ridan-to'g'ri reaktiv yoqilg'ini ishlatish uchun qo'shimcha yoqilg'i turadi. Bugungi kunda bu elektr mashinalar bilan bog'liq muammo.
qo'shib qo'ydi muallif jasonh, manba
Siz hali ham elektr energiyasini ishlab chiqarasiz va elektrni elektrga uzatishingiz kerak. Gaz va elektr energiyasi bilan uyni isitish xarajatlarini solishtiring.
qo'shib qo'ydi muallif jasonh, manba
Yo'q, @ user3344003, bu elektr mashina bilan bog'liq muammo emas. Siz elektr mashinasi saqlangan vatt-soatlarni ICE mashina sifatida harakatga keltirishda besh barobar ko'proq samaradorligini unutasiz. Shunday qilib, agar sizning zaryad/chuqurlikdan foydalanish samaradorligi atigi 50% bo'lsa ham (va aslida juda yaxshi, taxminan 80% yoki undan ortiq) elektr avtomobil hali ham kam vatt-soatdan foydalanadi. Ammo, samolyotda batareyalar massasi juda ham yomon muammo, chunki siz uni doimiy ravishda havoda ushlab turish uchun energiya sarflayapsiz. Elektr avtomobilini (va uning batareyasini) erga uloqtirish - bu yukning deyarli hammasi emas.
qo'shib qo'ydi muallif Michael Bishop, manba
Men batareyani ishdan bo'shatib ololmaysiz. Li-Ioni batareyalari 250 Wh/l va 350 Wh/kg ni tashkil qiladi. Ko'pgina neft distillatlari (benzindan benzinga qadar) 9000 Wh/l va 13.500 Wh/Kg ni tashkil qiladi. Lityumga qaraganda, biz nima qilishni yaxshi bilmaymiz (sababi, uning og'irligi va yuqori yarim reaktsiya salohiyati kabi).
qo'shib qo'ydi muallif Michael Bishop, manba
Fikringiz uchun rahmat. Ha, faqat dvigatel (va samolyot) qobiliyatlari haqida so'rayman. Samolyot motorlari sifatida ishlatish uchun mos bo'lmagan elektr motorlarini ishlab chiqaradigan xarakterli xususiyatlar mavjudmi?
qo'shib qo'ydi muallif Ashley Davies, manba
Agar siz elektr dvigateldan foydalanmoqchi bo'lsangiz, u turbofan emas, balki kanalli fan bo'ladi. Zamonaviy samolyotlar atrofidagi katta bypass muxlislari bilan turbinli vosita yadrosi mavjud. Elektr dvigatelasi turbinaning barcha yadroini almashtirishi mumkin, shuning uchun siz dvigateli fan bilan qolasiz.
qo'shib qo'ydi muallif Fabio Silva, manba
@DevSolar Men dvigatel fanning turboproplarning tajribasi bilan bir xil tezlik chekloviga ega bo'lmaydi deb o'ylayman. Yuqori bypass turbofanlarga o'xshash narsalarni o'ylayapman, ammo elektr yadrosi bilan. Men ekspert emasman, lekin menga o'xshash.
qo'shib qo'ydi muallif Fabio Silva, manba

10 javoblar

Hali emas.

O'rta masofaga uchadigan samolyotni ko'rish uchun, dvigatelni CFM56 ga yoki IAE V2500 . Ushbu dvigatellar 100 va 150 kN statik surish ishlab chiqaradi. Kruvaziyada, ularning kamchiliklari past darajada bo'lishi uchun ancha past bo'ladi kruiz balandligidagi zichlik va ular uchun 0,8 m. Keling, 25 kN qiymatini qo'llaylik - bu etarli, shunda ularning ikkitasi A320 dan foydalanishi mumkin. balandlikdagi nozik havo orqali sinfi avialayner.

Bunday kuchlanishni ishlab chiqarish kuchi kuch-quvvat tezligi. 35.000 ft <240 m/s, shuning uchun bir dvigatelning ishlab chiqaradigan quvvati 6,0 MVtni tashkil etadi. Endi elektr qidiruvi qanchalik katta va og'ir ekanligiga qaraylik doimiy ravishda 6 MVt ishlab chiqarish kerak. Bog'langan Vikipediya sahifasidan bilib olganingizdek, natijalar butun joydan o'tadi. Katta, sanoat motorlar kamida 1 kVt/kg ni tashkil qiladi, shuning uchun bizning vositamiz 6 tonnadan ortiq og'irlik qiladi. Elektr samolyotlari uchun kichikroq motorlar 10 kVt/kg ni bosib, GE90 turbofan , lekin o'lchamiga qadar miqdordagi farqni yo'qotadi. Yodda tutingki, 98% samarali bo'lganida, vosita 120 kVt issiqlik hosil qiladi - bu tozalanishi kerak va nozik havoda ishlaydigan bu oson ish qilmaydi.

Hozirgi texnologiyada vosita, ehtimol, 2 dan 3 kVt/kg ni tashkil etishi mumkin - bu bizning gipotetik vositamizni 2 dan 3 tonnagacha bosib o'tadigan vosita deganidir. Bunga fanni va jetli dvigatelni (yuqori bosimli qism va barcha turbinalar kerak bo'lmaydi) qo'shamiz, lekin kam quvvatli yadro oqimini bartaraf etishimiz kerakligi sababli fanning og'irligini ikki barobarga oshirish kerak. Bu CFM56/V2500 ning 50 foizini tashkil etadi, shuning uchun yana 1,2 tonna qo'shamiz.

Elektr dvigatellari ikki barobar kuchga ega bo'lib, uning o'rnini egallaydi. Hozirgi jetli dvigatellardan ustun bo'lishiga qaramay, ba'zi ishlar hali davom etmoqda, biroq uning salohiyati bor, chunki u issiq, tezkor, shovqinli gaz oqimida tashiladigan energiyaning yarmini tashlamaydi.


EDIT:

Ko'pchilik menga elektr quvvati energiya zichligi jihatidan tashvishlanib, bu savol tashqaridan chiqib ketishni istagan bo'lsa ham, bu erda e'tiborga oladigan ikkita ikkita narsa bor. Energiya zichligi elektr saqlash muammosining faqat yarmi.

  1. Jet yoqilg'ining energiya zichligi ning miqdori taxminan 43 MJ/kg, litiy polimeri esa batareyalar hatto bir MJ/kg ga ham erisha olmaydi. Ammo bu taqqoslash chiziqli fikrlashdir - realistiki, oqim yuqori rentabellikli turbin generatorlari kombinatsiyasi yoki yonilg'i xujayralari tomonidan ishlab chiqariladi va vodorodni an'anaviy jetli dvigateldan ikki barobar ko'proq yoqadi. Vodorodning har bir kilogrami uchun 142 MJ to'plami bo'lgani uchun, ikki barobar rentabellikga an'anaviy jetda har tonna kerosin uchun 162 kg vodorod kerak bo'ladi. Ha, bilaman, hatto uning hajmi hali ham muammo bo'lib qoladi.
  2. Batareyalarning har qanday shakli ishlatilgan bo'lsa, bo'sh batareyalar to'la hajmda tortilishi, batareya bilan ishlaydigan parvozdagi tobutning so'nggi tirnoqidir. Sizning o'rtacha uzoq masofaga uchadigan jetingiz o`tkazish og'irligining 60 foiziga egalik qiladi , quvvatli avtoulov bu og'ir batareyalarni so'nggi manzilga etkazish kerak bo'ladi. Bevosita bo'lish uchun u gipotetik batareyalar kerosinning energiya zichligini ikki marta </​​strong> bo'lishi kerak.
33
qo'shib qo'ydi
@sanchises To'liq yuk ostida ishlaydigan yuqori darajali CPUlarda kvadrat metrni ishlating va havo sovutish ishlarining qanchalik yaxshi ekanligini bilib ko'ring. :)
qo'shib qo'ydi muallif pauldoo, manba
Oh, men o'rtacha qismni sog'indim. Shunga qaramay, men havo oqimining bunday turlari bilan, ayniqsa atmosfera bosimida uchuvchisiz uchish (dengiz sathi qiymatining 1/3 dan 1/4 qismigacha) sizda muammoga duch kelasiz.
qo'shib qo'ydi muallif pauldoo, manba
@FreeMan Aslida, agar siz teng deb hisoblasangiz ham, vazn hali ham muammo. Mening javobimga qarang. Garchi, siz, albatta, to'g'ri deb hisoblaysiz, chunki bu tortishishlarning nima bo'lishini tahlil qilish kerak emas.
qo'shib qo'ydi muallif pauldoo, manba
Bugungi kungacha "schlepp" ning ingliz tilida ham mavjudligini bilmagan: *)
qo'shib qo'ydi muallif Nathan Fellman, manba
Bu mavzu bo'yicha yaxshi fikrlar, Butrus. Ha, asosiy muammo motorlarning vazni va mavjud batareya texnologiyasining energiya zichligi bilan bog'liq. Yoqilg'i hujayralarini yoqadigan kimyoviy yoqilg'idan foydalanish va hujayralar va motordan ortiqcha issiqlikni ishlatish, qo'shimcha reaktiv kuchlanishni yaratib, kanalli ventilyatsiya havosidan havoning entalpi miqdorini oshirish uchun foydalanilishi mumkin. Bu faqat kontseptsiya va men konvertni hisoblash orqasida vosita, yonilg'i xujayrasi, issiqlik almashinuvchisi va boshqalarning umumiy og'irligi mavjud bo'lgan jetli dvigatellardan ko'ra engilroq ekanligini tekshirish uchun bajarmadim.
qo'shib qo'ydi muallif Tsahi Levent-Levi, manba
Ushbu tahlil jet uchun yoqilg'ining og'irligiga nisbatan elektr samolyot uchun elektr ta'minotining og'irligini hisobga olmaydi.
qo'shib qo'ydi muallif Richard Morgan, manba
"elektr qidiruvi doimiy ravishda 6 MVtni ishlab chiqarishi kerak". Barcha reyslar davomida jetli dvigatellar 100% dazmollashda ishlaydimi? Elektr dvigatellari ular uchun mo'ljallangan bo'lsa, ular elektr energiyasiga nisbatan yuqori kuchni vaqti-vaqti bilan (masalan, samolyotda) amalga oshirishi mumkin. Tijorat jihatdan yaxshi misollar bo'lishi mumkin emas, lekin jet motorlari kabi, samolyot elektr qidiruvi, albatta, dasturga moslashtirilishi kerak va siz, ehtimol maksimal kuchga qaraganda, kuchlanish kuchiga yaqin joylarda vosita izlayotgan bo'lishi kerak.
qo'shib qo'ydi muallif Craig, manba
Yoqilg'i bilan bog'liq har qanday elektr ishlab chiqarish elektr motorining nuqtasini yutib yuborishi mumkin. Vodorodni muz yoki jet vositasiga (yoki jannat taqiqlang, raketali vositaga) osongina bemalol berasiz.
qo'shib qo'ydi muallif ruds, manba
"Esingizda bo'lsin, 98% rentabellikdagi vosita 120 kVt issiqlikni ishlab chiqaradi - bu tozalanishi kerak va nozik havoda ishlaydigan narsa oson ishlamaydi". Shunga qaramay, jetli dvigatel xuddi atmosferada ko'proq issiqlikni yo'qotish uchun harakat qiladi. Ehtimol siz sovutish uchun elektr foniyga elektr tok kindini qo'sha olasiz ... qiziqarli tarzda 98% Carnot samaradorligining chegarasi oralig'ida (havoning suyuq azot emasligi va vosita volframning eritish harorati).
qo'shib qo'ydi muallif ruds, manba
@kert: Siz nima bilan bog'langaningizni chindan ham o'qimaganingizdan beri: bu ba'zi qahramonlik taxminlarini ishlatadigan proektsiyadir. Iltimos, san'atga oid vaziyat haqida gapirganimni eslang. MgB $ _2 $ chiroyli burkangan bu erda hali emas, NASA ning xohish-istagiga qaramasdan. Savol NASA tashviqotini moliyalashtirishni oshirish uchun emas, balki mavjud bo'lgan samolyotlar haqida.
qo'shib qo'ydi muallif Peter Kämpf, manba
@kert: ma'lumot uchun rahmat! Savolga bir yil burungi ma'lumot bilan javob berdim va motor kuchi "solishtirma haydovchi tizimlardan besh barobar ko'proq" ekanini hisobga oldim ( source ) javob deyarli taxmin qilingan. Keyinchalik ajoyib kuch/og'irlik stavkalari faqat kichik motorlar bilan mumkin; Bir marta siz parvoz o'lchovi kattalashtirsangiz, 8 yoki 10 hali ham mumkin emas.
qo'shib qo'ydi muallif Peter Kämpf, manba
@GabrielVince: Prius motori 1,37 kVt/kg ni tashkil qiladi. Kam og'irlik uchun qurilgan - bu avtomobil dvigateli, barqaror sanoat vositasi emas. Men 2 - 3 kVt/kg ni nazarda tutdim, chunki u og'irlik samolyotda premium, lekin hozirgi texnologiya bilan siz bundan yaxshiroq bo'lmaydi. Natijada, bu vosita samolyotda har qanday boshqa komponent kabi sertifikatlanishi kerak. Formula 1 uchun narsalar farq qiladi, ammo biz bu erda fuqarolik aviatsiyasini ko'rib turibmiz.
qo'shib qo'ydi muallif Peter Kämpf, manba
@RussellBorogove: Iltimos, savolni bering. Va tushunish.
qo'shib qo'ydi muallif Peter Kämpf, manba
@Aron: Albatta shart emas. Yoqilg'i hujayralari va elektr motorlarining gaz turbinasi samaradorligini solishtiradigan bo'lsak, yonilg'i xujayrasi qo'llarni pastga tushiradi.
qo'shib qo'ydi muallif Peter Kämpf, manba
@CarloFelicione: Men yoqaman, yonilg'i xujayralari variant bo'lishi mumkin. Ularning og'irligi so'nggi 20 yil ichida ancha pastga tushib ketdi, lekin boshqa variantlardan oldinda bo'lish uchun yana bir buyurtma tartibiga qisqartirish kerak.
qo'shib qo'ydi muallif Peter Kämpf, manba
@AdamDavis Mening 6MW raqamim kruvazorda ekanligini unutmang. Chiqib ketish vaqtida yoqilg'i oqimi va bosimi ancha yuqori. Ha, va men reaktiv motorlar 100% gaz kelishi yoki uning yonida ishlashni taklif qilaman. Buni samaradorlikni oshirish uchun imkon qadar yuqori samolyot safarlari uchun imkon yaratadi.
qo'shib qo'ydi muallif Peter Kämpf, manba
@BrockAdams Men bilganimdek, Zeppelinsdagi vodorod bir hojat uchun juda zarur emas edi http://aviation.stackexchange.com/questions/31503/what-materials-are-used-for-the-gas vodorod samolyotlari/31511 # 31511 "> engil vaznli oltin tanga terisi . Va hali ham potentsial energiyani kiymatiga 120 va 142 MJ orasida edi. Iltimos, Zeppelins haqida qanday sehrli ekanligini tushuntirib bering. Ular bor edi!
qo'shib qo'ydi muallif Peter Kämpf, manba
@BrockAdams: Keyin bu sizni ajablantirishi mumkin. Iltimos, Blaugas haqidagi xatni inkor qilmang. Bu turdagi yoqilg'i vodorodni o'z ichiga oladi va bu shamollik-neytraldir.
qo'shib qo'ydi muallif Peter Kämpf, manba
@lexeter Menimcha, bu katta muammo bo'ladi. Men raqamlarni yugurdim va sizning motoringizda faqat 1 santimetr tashqi sirt maydoni mavjud bo'lsa, issiqlik tarqalishi (Vt/ga bo'yicha o'lchanadigan) sizning o'rtacha CPU issiqlik tarqalishidan kamroq edi. Garchi u katta sovuq havo yetkazib beradigan yirik, chirigan koptoklarni talab qiladigan avtomobil ilovalari uchun muammo bo'lsa-da, bu, asosan, ulkan ish stoli muxlisi bo'lishi mumkin bo'lgan biror narsa uchun muammo emas.
qo'shib qo'ydi muallif Guido Kanschat, manba
@lexeter Hisoblash kuchlarimga shubha qilishni xohlaysizmi ;-) Va men haqiqiy vosita haroratini hisoblab chiqdim, faqat buyurtma kuchi. Agar chindan ham qiziqsangiz, menda mavjud bo'lgan 950+ sahifadagi kitob (Issiqlik asoslari fani, F.Incropera va boshqalar) yaxshi boshlanishdir.
qo'shib qo'ydi muallif Guido Kanschat, manba
@reirab Men "o'rtacha" CPU (45W/269mm²) ni alohida aytdim. Ikkinchidan, kvadrat metrni 900 km/h -50 ° C havo oqimi bilan sovutishga harakat qiling - CPU sovutgichidan ancha yuqori farq (hatto juda yuqori).
qo'shib qo'ydi muallif Guido Kanschat, manba
@RussellBorogove savoliga javob bering Elektr motorini etarlicha quvvat bilan ta'minlash muammo emas va akkumulyatorning og'irligi yoqilg'iga teng bo'ladi. Quvvatning og'irligi tahlil qilish uchun zarur emas. bu muayyan savol.
qo'shib qo'ydi muallif FreeMan, manba
Vodorod kilogramm uchun 142 MJ to'plamaydi. Bu hech qachon mavjud bo'lmagan sehrli konteynerni talab qiladi. Vodorod juda katta bosimli tanklarni va/yoki katta/og'ir izolyatsiyali va/yoki samolyot hajmini monopollashtiradigan va ushlab qolish va buzish muammosi bo'lgan past bosimli kompozit tanklar bilan o'ta og'ir kriyo tizimlarini talab qiladi. ... Ko'pgina tashabbuslarga qaramasdan, vodorod samolyotlari saqlanib qolishi sababi bor: noyob, ustun va kam ishlash.
qo'shib qo'ydi muallif Daan, manba
@ PeterKämpf, bu zeppelinda "vodorod bilan ishlaydigan" hunarmandchilik uchun juda ko'p benzinli tank bor edi. "Vikipediya" hali ham vodorodga 100 soat ketishi mumkinligini aytadi (lekin bunday narsa aytilmagan manbani keltiradi). ... Agar bu to'g'ri bo'lsa ham, sistemaning ishlashi faqatgina skosh deb javob berishi kerak.
qo'shib qo'ydi muallif Daan, manba
@ PeterKämpf, zepplinlar vodorod bilan (ixtiyoriy emas) (ular benzin yoki dizel ishlatilgan). Agar ular bo'lsa edi, ularning oralig'i bir necha mil bo'lgan bo'lar edi. (Darhaqiqat ular deyarli zaiflashib ketadi va halokatga uchraydi). Yerda siz vodorodni saqlash uchun zarur bo'lgan uskunalar tufayli 120 MJ/kg atrofida harakatlanish uchun foydalana olmaysiz.
qo'shib qo'ydi muallif Daan, manba
Turbofan mexanizmlari yadrodan juda ko'p issiqlikni yo'qotishga muvaffaq bo'ladilar. Hammasi emas, balki chiqindi chiqariladi. Men bunga teng yoki yo'qligini bilmayman
qo'shib qo'ydi muallif TomMcW, manba
Vodorod yonilg'i xujayrasi energiyasining zichligi puchga aylanadi. Yuz marta mavjud, ammo boshqa sabablarga ko'ra foydalanilmaydi.
qo'shib qo'ydi muallif mkennedy, manba
Raqamlar ishlaganingiz uchun tashakkur! Men sizning hisoblash kuchlaringizdan shubhalanmayman, ammo siz havoning zichlik darajasini balandlikda hisoblaysizmi? Garchi men nozik havo issiqlikni tarqatish qiyinlashtirsa-da, u juda sovuq va bu o'z navbatida yordamga muhtoj. Hech qanday fikr bo'lmasa-da, ikkalasining qaysi biri ko'proq ta'sir ko'rsatadi. Ehtimol, javob berish oson emas, chunki u bir qancha omillarga bog'liq.
qo'shib qo'ydi muallif Ashley Davies, manba
Sizning javobingiz uchun rahmat - men qidirgan narsam. Elektr dvigatelida ishlab chiqarilgan issiqlikni tarqatish muammosi men uchun juda qiziq bo'lgan edi.
qo'shib qo'ydi muallif Ashley Davies, manba
@ PeterKämpf Hozirda elektroliz taxminan 60% samarali. Shunday qilib, samolyotda batareyalarga joylashtiriladigan taxminan bir xil energiyaga ehtiyoj seziladi. Har safarga xarajat farqi nolga yaqin. Va bu juda zararli vodorod molekulasi bilan shug'ullanish kerakligini o'ylayotgani yo'q, yoki siz suyuqlik yoki gazni saqlash yoki saqlash uchun qimmatga tushadigan yoki batareyalaridan kattaroq hajmdagi gazga ega bo'lgan bo'lasiz. Batareyalarning energiya zichligi o'sishi muqarrar bo'lib ko'rinishi sababli, batareya tomonida xarajatlarni qisqartirish bilan bog'liq.
qo'shib qo'ydi muallif Jason Mercurio, manba
@ PeterKämpf Batareyalar samolyotning vaznining 75% ni tashkil etsin, kelajakda 500 Wh/kg = 1,8 MJ/kg. Keyin bir xil energiyani saqlash uchun hisob-kitob qilsam, vodorod + saqlash + yonilg'i xujayralari va boshqalar. Agar ular 80% samarali bo'lsa samolyotning og'irligi ~ 10% ni tashkil qiladi. Induktsiyani chalg'itish akkumulyator idishidagi samolyotning taxminan yarmini tashkil etsa, unda indüklenen drag akkumulyatorning 10% qismiga bo'linadi, lekin uni nol deb ataymiz. Yonilg'i xujayralari uchun siz batareyaning yarmini ushlab turasiz va kuch talabining yarmi.
qo'shib qo'ydi muallif Jason Mercurio, manba
Siz aytib o'tgan motorlar chidamliligi va ba'zi zo'ravonliklarga qarshi turish uchun qurilgan. Hech kim ularga yorug'lik so'ramadi :) Shunday qilib, haqiqatan ham, biz yo'lni yaxshilash uchun yana bir yo'l bor :)
qo'shib qo'ydi muallif Matthew Whited, manba
Yo'q, men buni va boshqa materiallarni o'qidim. Xuddi shu tadqiqot guruhi AFRL bilan hamkorlikda, HTS bilan 8kVt/kg ga ishlaydigan motorlarni ishlab chiqardi. Bu yutuqning yaqin kelajakdagi gorizontda bo'lishini ikki barobarga oshirish va> 40kVt/Kg modellashtirilgan, asosiy cheklovlarsiz.
qo'shib qo'ydi muallif user21948, manba
Joriy texnika bilan motor 2 dan 3 kVt/kg gacha bo'lishi mumkin. Pervanel elektr samolyotlarida mavjud bo'lgan motorlar Siemens Extra 330LE ustida 5kW/Kg ni tashkil qiladi. Yuqori haroratli Superkompyuterlar ~ 8kVt/kg da namoyon bo'ladi, yaqin kelajakda yaxshi taxminan ikki barobar yuqori turish imkoniyati mavjud.
qo'shib qo'ydi muallif user21948, manba
Aslida, NASA 12 megavattlik o'lchovdagi 41kV/kg uchun dizaynga ega. Yuqori Supero'tkazuvchilar. ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi sahifasiga qarang. .ntrs.nasa.gov/20150023038.pd & zwnj; f
qo'shib qo'ydi muallif user21948, manba

Motorlar ular kabi juda yaxshi. Elektr dvigatellari tez, kuchli va samarali bo'lishi mumkin. Men ikkita muammo ko'rmoqdamiz:

Birinchisi - tijorat samolyotidan iste'mol qilinadigan energiya miqdori. 200kNga teng bir dvigatel bilan sizga samolyotga ulangan kichik quvvat zavodi kerak. Hatto batareyalar 100% samarali bo'ladi va etarlicha energiyani saqlab qolishi mumkin, siz ularni zaryadlash uchun ko'proq yoqilg'ini yoqishingiz kerak (energiyaga berilgan energiyaga mos keladigan muqobil energiya manbalari ko'pligiga muhtoj bo'lasiz).

Ikkinchidan, bu energiya zichligi haqida. Jek yoqilg'isi 34 MJ/l, 120 Vt/kg = 0,36 MJ/kg ga qadar bo'lgan batareyalar ( Ushbu sayt ). Shunday qilib, bir xil miqdordagi energiyani saqlash uchun siz 100x dan ortiq bo'sh joyga ehtiyoj sezasiz.

Faqat "elektr samolyotini" qidirib toping va siz asosan kichik, ultra yupqa yoki o'z-o'zidan ishlab chiqarilgan gliderlar ro'yxatini olasiz, ular bilan u bilan ko'p energiya olib yurishning hojati yo'q.

13
qo'shib qo'ydi
@abligh Hozirgi yadroviy kemalar harbiylarga tegishli va boshqariladi. Ular buzilgan materialni to'g'ri va, eng muhimi, uni himoya qilish uchun qurol-aslahalarni bilishadi. Fuziya masalasiga kelsak, toza energiya chiqimlarini, kichik hajmdagi yoki boshqa turdagi ishlab chiqarishlarni amalga oshiradigan mavjud termoyadroviy reaktorlari yo'q. Fuzyon kuchi kamida 1940 yillardan buyon "o'n ikki yoki undan uzoqroq bo'lgan".
qo'shib qo'ydi muallif pauldoo, manba
@abligh Sizning muhandislik kesmalaringiz dunyoning eng ilg'or ikki harbiy qismidan yaxshiroqmi? Chunki bu ishni bajarishga muvaffaq bo'lmadim.
qo'shib qo'ydi muallif ruds, manba
Yo'q, albatta. Muammo maydoni oddiy. Yadro reaktorlari radioaktivdir. Odamlar va radioaktivlik aralashmaydi. Himoya qilish og'ir (ilmiy haqiqat, katta kesim bo'lishi kerak). Katta samolyotlar uchishmaydi. Menga neytron radiatsiya va termoyadroviy bilan boshlamang.
qo'shib qo'ydi muallif ruds, manba
@abligh shuningdek, odamlar yadro reaktorlarini qurishda katta norozilik paydo bo'lishi mumkin (Chernobil, Fukusima va Windscale).
qo'shib qo'ydi muallif ruds, manba
@GabrielVince boshiga mixni urgansan, bu energiya zichligi haqida. hozirgi rivojlanishdagi eng yaxshi batareya texnologiyasi taxminan 5-7 marta lityum ion batareyaga ega, ammo u hali uglevodorod yoqilg'ilariga nisbatan ancha jirkanch. Hatto portlovchi moddalar zichligi uchun mos kelmaydi - C4 faqat 6,3 MJ/kg ni tashkil qiladi!
qo'shib qo'ydi muallif GdD, manba
"Agar samolyotda kichik atom stantsiyani qurish mumkin bo'lsa, - agar siz atom elektrostansiyasiga ega bo'lsangiz, uni issiqlikdan to'g'ridan-to'g'ri ishlatishingiz mumkin: en.wikipedia.org/wiki/Nuclear-powered_aircraft
qo'shib qo'ydi muallif Adrian Godong, manba
Elektr motorlari barcha energiyasini batareyalardan olishlari shart emas. Kemada kichik atom stantsiyasini qurish mumkin (ehtimol, agar u ajralib chiqsa, yaxshi fikr bo'lmasa-da, agar u erda kichik o'lchamli termoyadroviy zavodlar mavjud bo'lsa ...). Buni juda ko'p bilishdan oldin, odamlar yadroviy kemalar/dengiz osti kemalari haqida ham aytganlarini eslang.
qo'shib qo'ydi muallif Bigood, manba
@reirab Men roziman. Biroq, OP savolini fuqarolik samolyotlarga cheklamaydi. Bundan tashqari, OP, batareya texnologiyasini juda yaxshi biladi, shuning uchun termoyadroviy texnologiyasi bir vaqtning o'zida o'tishi mumkin emas. Menimcha, vosita og'irligi argumentlarni kuch manbalari bilan taqqoslaganda yanada mos keladi. Ehtimol, yadro qurolidan foydalangan samolyot elektr energiyasiga va orqaga qaytishdan ko'ra turbinli tizim bilan yanada samarali bo'ladi.
qo'shib qo'ydi muallif Bigood, manba
@Aron Yo'q, men buni i I ni ishga tushirgan deb aytmadim. Ammo taklif olimlari kelgusi 20 yil ichida biror narsa qila olmasliklari, 60 yil oldin bajarolmaganlari aqlga sig'maydigan ko'rinadi.
qo'shib qo'ydi muallif Bigood, manba
@GdD aslida, umumiy qoidaga ko'ra, portlovchi moddalar juda yaxshi energiya do'koni emas. Ular o'zlarining ismlarini juda ko'p energiya tejash bilan emas, balki barcha energiyani juda qisqa vaqt ichida yo'qotish qobiliyatiga ko'ra yaratadilar.
qo'shib qo'ydi muallif Cort Ammon, manba
Sizning javobingiz uchun rahmat. Savolimda qayd etilganidek, batareyalar texnologiyasi masalalari haqida bilaman. Samolyot dvigatellari sifatida ishlatish uchun mos bo'lmagan elektr motorlarini yaratadigan xarakteristik xususiyatlar mavjudmi, deb hayron bo'ldim. Sizning javobingizning birinchi paragrafi shuni ko'rsatadiki, bunday emas va biz turbofanslar bilan bir xil imkoniyatlarga ega elektr motorlarni qura olamiz - yagona elektr energiyasini etarlicha energiya bilan ta'minlaymiz.
qo'shib qo'ydi muallif Ashley Davies, manba
Va - samolyotlarning halokatini unutmang - har yili bir necha :) Sizning bog'da falokat va noto'g'ri ishlaydigan yadroviy quvvat yoqilg'isiga ega bo'lishni xohlamaysiz
qo'shib qo'ydi muallif Matthew Whited, manba

Batareyalar har doim aviatsiyani yoqish uchun yoqilg'i bilan taqqoslaganda muhim ahamiyatga ega. Haydovchilar (ayniqsa, uzoq masofaga uchadigan parvozlar uchun foydalaniladigan) parvoz paytida parvozlarning katta qismini yoqib yuboradi. Biroq, batareyalar dastlabki massasini doimo saqlab turadi. Bu bir qator sabablar bilan bog'liq:

  1. Buning eng katta sababi bu muammo bo'lib, parvoz uchun ko'proq energiya talab etilishi. Agar jet yoqilg'isiga teng energiya zichligiga ega bo'lgan batareyani olgan bo'lsangiz ham (biz hozirdan ancha uzoq bo'lganligimiz uchun), samolyot butun batareykali parvozni butun vaqt davomida olib yurishi kerak bo'ladi. Shunday qilib, parvoz davom etar ekan, batareya bilan ishlaydigan samolyotda har bir milga yaqin yoqilg'idan ko'ra ko'proq energiya ishlatiladi, hatto batareyalar yoqilg'i kabi bir xil energiya zichligiga ega bo'lsa ham. Bu shuni anglatadiki, qo'shimcha batareya miqdori akkumulyatordan kelib chiqishi kerak bo'lganligi sababli bir xil diapazon uchun batareya miqdori ko'proq talab qilinadi.

  2. Boshqa katta muammo maksimal qo'nish vazni. Ko'plab samolyotlarning ehtiyoji yo'qligi sababli ularning maksimal uchish vazniga tushish uchun mo'ljallangan. Buning sabablaridan biri, yonilg'ining ba'zan samolyotdan uchib ketishidan keyin muammo yuzaga kelgan samolyot oldida tashlab yuborilishi yoki yoqib yuborilishi kerak. Biroq, batareyalar bilan siz hodisa sodir bo'lgan paytda siz hali ham yuk tashish og'irligida bo'lasiz, bu sizning kuchingiz yanada mustahkamlanadi va shinalar kerak bo'ladi, demak u yanada og'irroq va dizayn/ishlab chiqarish xarajatlarini bildiradi. Bu sizning tezroq (qo'shimcha og'irlik tufayli) tezroq tushib ketishini anglatadi, shuning uchun erga ko'proq uchish uzunligi, shuningdek, ko'proq energiya iste'mol qiladigan tormozlar kerak bo'ladi. Samolyotning kinetik energiyasi uning tezligi kvadratining yarmiga tengdir, shuning uchun tushish vaqtida tormozlar tomonidan so'rilishi kerak bo'lgan energiya qo'nish vazni va tezlikni oshiradi, deb keskin ravishda oshib boradi.

  3. Bir oz kamroq muhim, ammo hali ham muhim muammolar nishab yuzalar uchun ko'proq jazo. Hozirgi kunda samolyotlarga yaqinlashayotgan samolyotlar bilan samolyotlarning yuzalari tezroq shikastlanadi va ular tez-tez uchib ketishi va/yoki katta yuklarga mo'ljallangan bo'lishi kerak. Bu, ehtimol, samolyot boshqa samolyotlarga o'xshash samolyotlardan foydalana olmaydi degan ma'noni ham anglatishi mumkin, chunki u yoqilg'i bilan ishlaydigan samolyotlar ushbu uchish-qo'nish yo'llari mustahkamlanmaguncha foydalanishlari mumkin edi.

Tabiiyki, batareya hujayralari tiqilib qolishi bilan siz ularni yo'qotishingiz mumkin, ammo bu ham (ko'p jihatdan) juda ko'p muammolar bor:

  1. Ba'zi bir batareya hujayralarini boshqalardan ko'ra tezroq iste'mol qilish uchun siz parallel ravishda barcha hujayralarni chizish imkoniyatiga ega bo'lmaysiz, bu hujayra uchun yuqori kuchlanish darajasini bildiradi (va shunday qilib, faol hujayra uchun vaqt va boshqalar.)

  2. Hujayralarni ishonch bilan yuvish uchun samolyotni loyihalashingiz kerak. Bu amalga oshirilishi mumkin, lekin dizayndagi va qo'shimcha og'irlikdagi qo'shimcha xarajatlar talab etiladi.

  3. Katta akkumulyatorlarni butun yerga tashlab ketayotganda ekologlar juda xursand bo'ladilar. Mulk egalari ham bo'lmaydi. Amaldagi akkumulyator kimyosi allaqachon juda korroziv bo'lib, Jet-A ning energiya zichligi bilan jihozlangan akkumulyatorli kimyo, ehtimol korroziv, noturg'un va boshqa narsalar uchun yomonlashadi.

11
qo'shib qo'ydi
@lexeter Biz endi kuchli uchish-qo'nish yo'llarini qurishimiz mumkin, bu ancha qimmat va bir kechada bo'lmaydi. Aeroportlar, investitsiyalarni amalga oshirishdan oldin, ayniqsa, aeroportlar uchun katta talabga ega bo'lishlari kerak, ayniqsa, aeroportlar qurish vaqtida katta yo'llarning bosh og'rig'iga sabab bo'ladi.
qo'shib qo'ydi muallif pauldoo, manba
Bunda akkumulyator batareyalari haqida savol berildi. Bundan tashqari, nima uchun yoqilg'ini yonilg'i bilan to'g'ridan-to'g'ri yoqish o'rniga yoqilg'isi bilan yonilg'i xujayralari bilan elektr vantilardan foydalanasiz? Ikkinchisi deyarli aniqroq, chunki u yanada murakkab va murakkabroq bo'lishi kerak.
qo'shib qo'ydi muallif pauldoo, manba
@reirab, yoqilg'i xujayrasi elektr energiyasiga kimyoviy energiyani aylantirishda 100% samaradorlikka yondashadi. Yonish eng kamida 40% samarali.
qo'shib qo'ydi muallif Peter Shor, manba
Yoqilg'i kameralari haqida nima deyish mumkin? :)
qo'shib qo'ydi muallif Guido Kanschat, manba
Rahmat. Men 1 va 2 ni bilar edim, lekin 3 emas. Qayta tiklash yoki mustahkamlash uchun uchish-qo'nish yo'lagining narxi qanday bo'lishini bilmayman. Biroq, agar bizning tsivilizatsiyamiz elektr yo'lovchi samolyotlaridan foydalanishni boshlagan bo'lsa, kuchliroq uchish-qo'nish yo'llarini rivojlantirishni rag'batlantirish uchun kimdir bu muammoni hal qilish uchun (masalan, arzon, yangi super-kuchli asfalt formulasi) erishish uchun etarlicha katta bo'ladi.
qo'shib qo'ydi muallif Ashley Davies, manba

Barcha fikrlar juda to'g'ri va haqiqiy. Faqatgina Siemens kompaniyasi tomonidan ishlab chiqarilgan va 260 kVt quvvatga ega bo'lgan 5kW/kg quvvatga ega bo'lgan samolyotning yagona dvigatelli ICE tipidagi samolyotga mo'ljallangan sinov vositasini sinovdan o'tkazganligini va dizaynning 100 kishilik mintaqaviy qator gibridlari yaqinda haqiqat. Shuni ta'kidlash kerakki, gibridlar akkumulyator energiyasining zichligi bilan bog'liq muammolarni echish bilan bir qatorda, qo'nish joyiga va og'irlik darajasiga qarab elektr motorlari an'anaviy ICE (ichki yonish dvigatellari) ustidan xavfsizlikni sezilarli darajada yaxshilaydi.

3
qo'shib qo'ydi
Salom, Aviatsiya.SE ga xush kelibsiz. Yaxshi javob uchun rahmat. Bu javobga havolalar qo'shilsa, bu ham yaxshi bo'ladi.
qo'shib qo'ydi muallif Simon, manba
Bu erda Siemens veb-saytiga yuqorida ko'rsatilgan samolyot dvigateli va uning Qo'shimcha 330LE aerobatik samolyotida ishlatilishi mumkin. siemens.com/ press/uz/xususiyati/2015/corporate/va hellip;
qo'shib qo'ydi muallif Ashley Davies, manba

Ha. Sizning savolingiz nima uchun qaynab ketishi, aslida:

Quvvatli kirishni e'tiborsiz qoldirish, elektr motorining bu jetli dvigatelning kattaligi va og'irligi ichida jetli dvigatelga o'xshash chiqishi mumkinmi?

Shunday qilib:

Elektr dvigatellaridan kattaroq jetli dvigatelning og'irlik nisbati bormi?

va

Elektr dvigatellaridan kattaroq jetli dvigatelning kuchlanish darajasi.

https://en.wikipedia.org/wiki/Power-to-weight_ratio # Electric_motors.2FElectromotive_generators

Boeing 777 samolyotida ishlatiladigan GE90-115B Brayton turbofan jet vosita 10,0 kVt/kg gacha bo'lgan kuchga ega.

Havo uchun ishlab chiqarilgan elektr motor, EMRAX268, sezilarli darajada kamroq kuchga ega, ammo 10,0 5kVt/kg ni tashkil etadi.

Some will be concerned about whether the motors can scale up but as can be seen in the electric vehicle industry fast electric cars are readily available, vathe size vavolume of of just the motor vaits required components (cooling, control) is smaller valighter than the gas engines for those vehicles that can compete in terms of acceleration vatop speed.

Even more telling is that the electric motor vaits components are not only lighter vasmaller, but they are cheaper as well.

The only limiting factor to electric aviation is the power source, vaas a step forward every major manufacturer is already designing hybrid electric planes. As powerful as jet engines are, they are still not as fuel efficient (vathus emissions efficient) as they could be. A jet fuel powered generators powering electric engines may be available in the market within a decade.

These hybrid planes wouldn't be possible if the electric engines couldn't hold their own in size, weight, vapower relative to a jet engine.

1
qo'shib qo'ydi

'Elektr' 'ning eng katta afzalligi shundaki, elektr muxlislari jet turbofandan ko'ra samaraliroq bo'ladi. Jet turbofan fanning 75-85 foizini va "yadroli" egzoz oqimining 25-15 foizini tashkil qiladi. Printsipi shundaki, tezlashtirilgan havoning asta-sekinligi, samaradorligingiz shunchalik samarali bo'ladi, chunki kichik hajmli havo juda tez harakatlanishi sizning tezlashtirilgan havo massasining kinetik energiyasida energiyani yo'qotish degan ma'noni anglatadi. Shunday qilib, yanada katta (yoki ko'p) muxlislar sekinroq tezlikda katta hajmdagi havoni tezlashtiradilar. Jet motorlar oldindan katta fanni orqasidagi kompressor miliga ulab, buni yuqori bypass jetli dvigatel deb atashadi.

Shunga qaramay, zamonaviy turbofans kW energiya uchun 2 Newton thrust ostida erishish mumkin. Buning sababi shundaki, dvigatelning o'zi kam quvvatli termodinamik rentabellikga ega, chunki fan foniyga mos kelmaydigan turli cheklovlar orqali sub-optimallashtiriladi. Misol uchun, vantilatörlerin diametri, tuproq klirensi va kompresör qo'zg'aysan şaftının RPM tomonidan cheklangan. U hali juda tez aylanadi va uchi tezligi supersonik ketishga qodir. Bu shiddatli tortish va shovqin muammolarini keltirib chiqaradi. Natijada, bypass nisbati juda yuqori samaradorlik uchun juda past bo'ladi, bu faqat juda ko'p muxlislar tomonidan echilishi mumkin. qo'shimcha kontra qaytib ochiq pichoqli elektr vantilalar mavjud, masalan, fuzilagining orqa qismida samolyotning korpusidan sekin havo tushirishi mumkin va ular qanot va quyruq qismlari bo'ylab bir nechta nuqtalarga joylashtirilishi mumkin.

Taxminan 4 marta kamroq termodinamik energiya yo'qolishi va sekinroq uchib ketish tezligi, elektromagnit muxlislarning optimal RPM va sekinroq havo chiqish tezligi 20W/kVt dan yuqori bo'lishi mumkin va, ehtimol, kW uchun 35N ga teng bo'lishi mumkin. muvaffaqiyatli bo'lishiga qaramay, bu turbofanga qaraganda ancha yaxshi bo'ladi. Natijada akkumulyator batareyasi quvvatli elektronika va simlarni o'z ichiga olgan 500 Vt/kg atrofida bo'lishi mumkin.

Dvigatelning og'irligi, zarur bo'lgan quvvatga bog'liq, chunki u katta yadroni sovutish uchun qiyinroq ekanligini ko'rsatdi. Biroq, siz fanni joriy jet motoriga almashtirishni xohlamaysiz, lekin bir nechta kam energiyali muxlislar mavjud. Ya'ni kW/kg kuchlanish zichligi yuqorida sanab o'tilgan holatlarga qaraganda yuqori bo'ladi. Kichik ko'radiganlar ham bunday turdagi motorlarga mos ravishda tezroq qaytib kelishadi.

Yuqorida ta'kidlanganidek, REAL muammosi akkumulyator energiyasining zichligi emas, balki batareyaning POW zichligi - nafaqat tortishish vaqtida etarli kuchga ega bo'lish, balki 20-50 daqiqada aylanish vaqtida qayta to'ldirishdir. Elektr samolyotlari birinchi navbatda qisqa va o'rta masofaga uchadigan reyslarga nisbatan raqobatlashishi mumkin bo'lganligi sababli, ularning ko'pchiligi ichki va tezda atrofga aylanib borishi kerak, energiya zichligi 1 kVt ga yaqin bo'lgan quvvat zichligi talab qilinadi va bu yuqori energiya zichligi akkumulyatorlarining katta miqdorda.

Nazariy jihatdan, biz katta kuchlanish samaradorligi (kV ga 60 Nyuton deyishimiz mumkin) bo'lsa, unda biz energiyadan kamroq foydalanishimiz mumkin, shuning uchun faqat batareya quvvatining bir qismini aylantirishimiz kerak, deşarj kuchi). Amalda ko'rsatilgan quvvat zichligi maksimal qiymatdir, lekin kamroq energiya samaradorligida yuz beradi va batareyaning ishlash muddatini qisqartiradi, shuning uchun batareyaning shu tarzda samarali ishlashi uchun 50% ko'proq quvvat zichligiga ega bo'lishi kerak.

110 kvt quvvatga teng kuchlanish elektrostatik ionli kuchaytirgichlar bilan ko'rsatildi (siz "youtube" da ko'rishingiz mumkin bo'lgan "ko'taruvchilar" da ishlatiladigan turdagi), ammo bu sizning og'irligingizga omil bo'lishi uchun past kuchlanish zichligiga ega. Voltani oshirish bu bilan yordam beradi.

Samolyot sizning samolyotingizda engil bo'lmasligi masalasi muayyan darajadagi muhim ahamiyatga ega, ammo yoqilg'ida xarajat tejash va qanot atrofida havo oqimiga yordam berish uchun ko'plab ko'radiganlar foydalanish potentsiali past tezlikda liftni oshirishi va shu bilan birga, parvoz konvertidan tashqariga massa oshirildi. Ikki tomonlama tezlikni va shartlarga burchakni optimallashtirishga imkon beradigan, elektr toki bilan ishlaydigan o'zgarmaydigan pitch pichoqlari bilan har tomonlama qarshi harakatlanuvchi pervanellarning ehtimolligi juda keng miqdordagi havo hajmini yanada sekinlashtirib, umumiy samaradorlikni sezilarli darajada oshiradi. Qarama-qarshi fanatlarda elektr harakatlanish mexanik ravishda dizel yoki jet turbina bilan bog'langanidan ko'ra ancha oson va savdo samolyotlarning yuqori tezligiga mos kelishi mumkin (qarang: https://en.wikipedia.org/wiki/Propfan ), bu kontra-aylanuvchi kanalsiz muxlislar samaradorlikning afzalliklarini taqdim etishi mumkinligini ko'rsatmoqda. Shovqin masalalari bu pervanellarni alohida jetli dvigatellar bilan bog'lab turish vazifasi bo'lib, u yana yuqori tipdagi tezlikni mexanizmning diametri va yuqori RPM cheklovlari mahsuloti degan ma'noni anglatadi. Elektr quvvati bilan ishlaydigan vaqtda, ko'proq ishqibozlar juda kamroq uchi tezligida ishlatilishi mumkin, bu ishlab chiqarilgan shovqinni pasaytiradi.

Qo'shimcha fanatlarning og'irligi qisman ham vaznga, ham tortib olishga qaratilgan kovlingni olishdan olingan daromadlar bilan qisman qoplanadi.

Zaryadlovchilardan kelib chiqadigan muammolar sababli, batareya zaryadlash va tushish vaqtida bir marta zaryadlangan va ko'tarilish paytida zarur bo'lgan energiyani to'ldiradigan yuqori rentabellikli motorlar mavjud bo'ladi. Ular supero'tkazuvchi generatorlardan foydalanishi mumkin va batareyalar uchun mos keladigan generatorlarning noto'g'ri ishlash ehtimolini kamaytirish kerak.

1
qo'shib qo'ydi
"Elektr fanatlar" samaradorligini oshirish, avvalo, asta-sekin uchib ketishingiz mumkin. Keyin niqobni echib oling va siz muntazam pervaneler bilan yakunlanadi. Keyin hamma narsa mantiqan.
qo'shib qo'ydi muallif Peter Kämpf, manba
Aksariyat batareyalar 1 soatdan kam vaqt davomida to'liq zaryadlash imkoniyatiga ega. 30 daqiqada ko'pchilik. 10 daqiqadan 80% gacha bo'lgan zaryadlar etarli issiqlik boshqaruviga ega emas. Men bu o'zgarishni energiya zichligi bilan ko'rmayapman, shuning uchun energiya zichligi nima uchun muammo bo'lishi mumkinligini tushunmayapman. Lekin ha, Petrux aytganidek, men 0,85 tezlikda kW uchun sizning kuchlanishingizni qiziqtirardim.
qo'shib qo'ydi muallif Sebas, manba

Taxminlarga ko'ra, ehtimol, lekin jet vosita va nazariy «elektr jetli dvigatel» ni taqqoslashda muhim ahamiyatga ega. Bu vosita dvigatelini motorli EVga solishtirishdan juda farq qiladi.

Eng muhimi, ilgari aytilganidek, turbo-fan bu kompressor yordamida siqilgan havo yoqishning issiqlik bilan kengaytirilishi bilan mexanik ravishda boshqariladi. Cruiserlik tezligida (jet vosita optimallashtirilganda), bu avtomobil yonish dvigatelining tomosha tezligi ishlashidan ko'ra yonilg'i bilan samarali tartibga solishdir.

Asosan, chiqarilgan issiqlik mexanik energiyaga aylanadigan ikkita joy bor: birinchi navbatda yonishning issiqlik chiqarilishining katta qismi kompressorni boshqaradigan turbin bilan tutiladi. Ikkinchidan, egzoz ko'krak qafasi geometriya orqali tezlikni deltaga issiqlik kengayishi natijasida hosil bo'lgan bosim deltasini aylantirib, mexanizm orqali massa oqimini tezlashtirish orqali turbina tomonidan tutilmagan issiqlikni kinetik energiyaga aylantiradi. Taqqoslash uchun yonish qidiruvi, egzoz gazining issiqlik kengayishini mexanik energiyaga chiziqli pistonni aylantirib, egzoz orqali mexanik energiya hosil qilmaydi. Odatda, turbinalar mexanik energiya konversiyasida pistonlardan ko'ra samaralidir. Yuqori bosimdagi yonish gazning zichligi yuqoriroq bo'lganligi sababli issiqlikni yanada samarali ravishda o'zgartiradi, shuning uchun yoqilg'ining kimyoviy energiyasi ko'proq samolyotda yonish dvigateliga qaraganda kinetik energiyaga aylantiriladi. jetli dvigatelda yonish reaktsiyasining yuqori bosimi tufayli. Jet dvigatelining «salbiy tomoni» barcha mexanizmlarni samarali ishlashi uchun Machning sezilarli kesimida ishlashi kerak, chunki erdan tashqaridan xavfsizroq boshqarish mumkin. Shuning uchun yonish dvigatellari erni boshqaradi va oqim dvigatellari osmonni joriy paradigmada boshqaradi.

Shunday qilib, hatto cheksiz quvvat manbai bo'lsa ham, energiya sarf-xarajati asosida juda samarali vosita bo'lishi kerak. Kiyinish uchun shunga o'xshash kruiz tezligida ishlaydigan dvigatelga ega bo'lishingiz kerak. Cheksiz energiya ishlab chiqarishni tashlab ketishimizga qaramay, havoda ko'proq vaqt ko'proq vaqtni o'z ichiga oladi, ularda samolyot batareyadan va/yoki elektr energiyasini ishlab chiqarishda ko'proq massaga tenglashtirilgan energiyani o'zi etarli bo'lishi kerak. Batafsil massa samolyot operatsiyasi asosida mexanik samaradorlikni pasaytiradi, chunki qo'shimcha energiya siz qo'shimcha massalarni tezlashtirish va sekinlashtirish uchun sarflashingiz kerak.

Shunday qilib, elektr motoriga mos keladigan ekvivalentda siz hali ham turbo-fanga o'xshash biror narsangiz bor. Sizning vositangiz asosan kompressor foniyni boshqaradi, bundan tashqari turbina ko'pincha sovutish va soqol aylanishi kabi muayyan mexanizmlarni harakatga keltirish uchun energiyaning ichiga siqishni quvvatini qaytarib olish uchun ko'pincha mavjud. Ehtimol, kichikroq maqbara, ehtimol, bu sizni siqishni havfni tejash vositasi sifatida juda samarali energiya emasligi haqidagi noqulaylik faktiga qarshi qo'yadi. Agar shunday bo'lsa, samolyotni siqilgan havodan olib chiqamiz.

Bu odatiy holga kelganda, havo safarini elektrlashtirish, mavjud jet-davr texnologiyasiga o'xshamaydi. Bu ma'lum bo'lgan texnologiya doirasida havo transporti muammosiga elektr motorlar samaradorligini oshirishda, ammo natijada paydo bo'lgan me'morchilik juda katta farq qiladi, chunki EVning asosiy arxitekturasi gaz avtomobilidan farq qiladi. Bu, ehtimol, asosan turli xil infratuzilmani bildiradi.

Masalan, parvoz energiyasining katta qismi dastlabki tezlashuvda olinadi, shuning uchun Aerial EV samolyot tashuvchisiga o'xshash samolyotdan yassi yo'lga o'xshash uchish-qo'nish yo'lagidan chiqib ketishi mumkin, bu yordamning ishga tushirilishi. Xuddi shu tarzda, qo'nish joyidagi energiyani qayta tiklash samolyot tashuvchilarida ko'rilganlarga o'xshash tizimni qayta ishlatishi mumkin, faqat tezgina sekinlashuvdan ko'ra rejenerativ ta'qibga bag'ishlangan.

To'g'ridan-to'g'ri bo'lsa-da, asosiy muammo - yaqin-Mach tezligida bosim hosil qilishdir. Elektr energiyasini aylanish mexanik kuchiga aylantirishda elektr motorlarining samaradorligi biroz past-baland va supersonik suyuqlik mexanikasi bilan qisqaradi, chunki samolyot havo oqimini tezlashtirib, yoki "havoga qarshi" yoki boshqacha tarzda "itarib qo'yish" kerak. Bunday tezliklarda pervanellar asosan samaradorligini yo'qotishadi va bu tezliklardan yuqori kuchlanish usuli gazlarning gazga uzatilishi bilan gazlarning kengayishiga asoslanadi. Shunday qilib, ushbu tezkor hududlarda raqobatlash uchun issiqlikni (siqilgan) havo oqimini o'tkazishning energiyani tejovchi vositasi ishlab chiqilishi kerak, bu ma'lum elektr motorli texnologiyani qo'llashdan ko'ra juda farq qiladi.

1
qo'shib qo'ydi
Sizning vositangiz asosan kompressor foniyni boshqarayotganidan tashqari , lekin bu allaqachon sodir bo'lgan bo'lsa, maqbara faqat kompressor va fan uchun zarur energiyani chiqarib olish uchun bor.
qo'shib qo'ydi muallif conmulligan, manba
parvozning energiyasidan katta qismi birinchi tezlashtirishda - faqat juda qisqa masofaga, past darajadagi reyslar uchun olinadi. Haqiqiy shartlar uchun sizning taxminlaringiz noto'g'ri ekanligi va balistik deb nomlangan maydonga tegishlidir.
qo'shib qo'ydi muallif Peter Kämpf, manba
@JasonHubbard: 20% yoqilg'i fraktsiyasi va 25% rentabellikga ega bo'lgan samolyot (kimyoviy energiyani ishlashga aylantirish) transport uchun zarur bo'lgan energiyaning 0,0346 foizini 150 ktsga tushirish tezligiga tezlashtiradi. Shunga o'xshash bir elektr samolyotida sizga katapult ishga tushirgandan foydalanib, hipotetik batareya quvvati 0,0346% ni tejashingiz mumkin yoki siz o'z diapazonini shunga o'xshash qism bilan uzaytira olasiz. Misol uchun, ko'proq samarali bo'lishi mumkin. yoqimli shamollarni tanlash yoki kattaroq xarajatlarni engilroq tuzilishga sarflash.
qo'shib qo'ydi muallif Peter Kämpf, manba
Airbus E-Fan samolyotni samolyotni 60 KPHga etkazish uchun samolyotda tezlashishi uchun asosiy g'ildiragida elektr motorini qo'llamoqda. Yerdan uchirish yordami xuddi shunday ta'sirga ega bo'ladi, ammo parvoz vositasida massani qisqartiradi - E-fanida ishga tushirish vositasi uchish uchun qolgan og'irlik hisoblanadi. Tuproqni ishga tushirish bilan yordam berish orqali siz EV havo antennasidan ko'proq energiya tejashingiz va kengaytirishingiz mumkin. Ayniqsa, qo'llab-quvvatlanadigan ishga tushirish tezligi soatiga 100% energiya berdi. Dengiz kuchlari qisqa muddatli uchish uchun yordamga uchraganidan foydalanadi, energiya samaradorligi uchun hech qanday sabab yo'q.
qo'shib qo'ydi muallif Matthijs Wessels, manba
@ Fedrico Men nima qilmoqchiman, agar petro-yoqilg'ida jetli dvigatel turbinasi bilan harakatlanadigan bo'lsa, yonilg'idan yoqilganda issiqlik yoqilg'idan kompressorni haydash uchun aylanish energiyasiga aylantiradigan bo'lsa, elektr dvigatelning subsonik/gipertonik "dvigatel" kompressor foniyiga elektr mexanizmi, chunki kompressor elektr mexanizmi tomonidan boshqariladigan aylanish energiyasini qo'llash uchun eng mexanik jihatdan samarali joy bo'ladi. Ushbu tartibga ko'ra, ba'zi bir energiyani turbina bilan qayta tiklash uchun energiya tejamkor bo'lishi mumkin, ammo turbin mexanizmi harakatlantirmaydi, elektr qidiruvi.
qo'shib qo'ydi muallif Matthijs Wessels, manba

Jet motorlar juda katta miqdorda bosim o'tkaza oladigan qobiliyatga ega bo'lsa-da, ular gaz turbini oddiy printsipida ishlaydilar. Har qanday shaklda elektr dvigatelni ishlab chiqarish mumkin, ammo murakkab va juda og'ir va past quvvatga ega bo'ladi. Elektr dvigatelining yagona usuli - jetli dvigatel yadroini ba'zi elektr mexanik vositalar bilan almashtirish, bu fanni diskini aylantira oladi; Biroq, o'rtacha kuchlanish hosil qilish uchun uni aylantirish uchun qancha tork talab qilinishi kerakligini hisobga olsak, u ham og'ir batareyaga ehtiyoj sezadi.

0
qo'shib qo'ydi

Batareya va vosita texnologiyalaridan tashqari, tijoriy samolyotlarda elektr dvigatellarni ishlatish bilan bog'liq bo'lgan katta muammo ham mavjud. Savdo samolyotlar nafaqat yo'lovchilar va havoda pul to'lashlari bilan pul topishadi; ular erga kelganlarida juda qimmatga tushadi. An'anaviy kimyoviy yoqilg'i faqat katta miqdordagi energiya zichligini to'plash bilan bir qatorda, etkazib berishni to'ldirish juda oson. Bir yo'lovchi samolyotini yonilg'iga qo'yish bir necha daqiqa vaqtni oladi - ba'zi holatlarda A-380 yoki 747 aytadigan bo'lsak, yarim soat davomida. Batareyalar zaryad olish uchun soatlab vaqt ketadi, shuning uchun bu yo'lovchilarning yoki yuk tashishlarning kechikishiga katta ta'sir ko'rsatadi .

Shaxsan, men hozirgi avtotransport vositalariga muqobil ravishda elektr energiyasini ishlab chiqaruvchi tijorat samolyotini ko'rmayapman. Ehtimol, havo safarining eng toza shakli karenning neytral biomizel yoqilg'isi bilan ishlaydigan yuqori samarali rentgenli dvigatellari bo'lishi mumkin.

0
qo'shib qo'ydi
Savol motorlar haqida emas, balki batareyalar va yonilg'i bilan bog'liq. Yaxshiyamki, ko'p lityum batareyalar yaxshi issiqlik boshqaruvi berilgan bo'lsa, 1C zaryadlovchi oqimining ahamiyatli zararini qabul qiladi. Taxminan 30 daqiqada 80% zaryadga aylanadi. Elektr mashinalariga (tesla, barg, va hokazo) yoki tezkor zaryadlovchi smartfonlarga qarang.
qo'shib qo'ydi muallif Sebas, manba

Ha, ular mumkin edi. Aytganingizdek, quvvatni etkazib berish masalasi hal qilingan deb hisoblashadi. Uning yuragida jetli vosita havoni isitadi, kompressorni ishlatish uchun kengayishni ta'minlaydi va ko'pchilik turbofanlarda "pervanni" harakatga keltiradi. Hozirgi vaqtda barcha avtotransport vositalarida bu issiqlikni ishlab chiqarish uchun yonilg'i yoqilg'isidan foydalanilsa-da, tizimning asosiy printsipi issiqlik qayerdan kelib chiqishi kerakligi haqida o'ylamasligi kerak. Agar boshqa standart dvigatelning yonish qismidagi elektr isitgichlar orqali etarli energiya sarf qilsangiz, nazariy jihatdan xuddi shu mexanizmni elektr energiyasidan o'chirib qo'yishingiz mumkin.

For a modern turbofan, that'd be about 35MW of power you'd have to dump into air heaters in the "combustion" section. This would be a pretty big engineering challenge, but I don't think it's out of the realm of possibility in theory. One option might be using plasma sparks, like an arc welder. Again, electrode lifespan would be an issue, but not necessarily impossible. Credit for this idea comes from this page: http://contest.techbriefs.com/2013/entries/aerospace-and-defense/3129

0
qo'shib qo'ydi