Электрические самолеты

Atakum

Я люблю строить самолеты!
Вверить свою жизнь, а порой и не только свою, какой-то "игрушке"?! Да ну его нафиг. Примерно так сидит в подкорке. Хотя на "больших" всякие такие системы юзают уже давно.
Как раз хотел об этом дописать вспомнив ситуацию с грузовиками. Сейчас на больших грузовиках руль механически никак не связан с колесами. В первых экспериментах части водителей об этом сказали, а другой нет. Кто обэтом не знал, те отметили отменную управляемость, из тех кто знал, половина сказали, что машина плохо рулится. Так и сейчас, кто литает с джойстиком по проводам, особо не парятся. тек то привык к штурвалу с тросиками, говорят, что это не удобно и машину не чувствуют.
 

Лёха Еропланов

Я люблю строить самолеты!
но это же готовое изделие? соосные винты каспервинг использует и вроде не жалуется?
Заказать один винт 10 000р., два винта уже 20 000р. Вот такие цены на готовые изделия..... Мы учимся всё учитывать и выбирать направления работы исходя из возможности и необходимости.
 

henryk

Я люблю строить самолеты!
Откуда
Krakow

Balk

Я люблю строить самолеты!
Винт двухлопастный - при интенсивном изменении угла тангажа и угла по курсу будет присутствовать вибрация, частотой = частоте вращения умноженной на 2. Другой вопрос - на сколько сильной будет вибрация и на какое количество циклов хватит усталостной прочности трубы, в которую интегрировался эл.мотор. Плюс к этому и довольно значительный реактивный момент от ВМУ (а момент там будет тоже маманегорюй). В итоге в трубе и в узлах крепления этой трубы к остальным силовым элементам фюзелажа будет возникать очень сложная картина нагружения на которую ни эта трубка и ни узлы еë сочленения с остальными трубками изначально не проектировались.
При расчëте на усталостную прочность лучше эти факторы всëтаки учитывать. Если конечно такой расчëт проводился.
Ребята, пожалуйста, с этим пооккуратнее. Разрушиться может даже после одного часа активного маневрирования в моторном полëте. Если та труба разрушится, то пилот останется не просто без двигателя, он останется без хвоста. К чему это приведëт вы и сами себе можете представить.
Интересно, а можно подробнее? Какой будет реактивный момент?

Интенсивное изменение угла тангажа это какие значения?

И про усталостную прочность желательно пояснить, при каком уровне средних напряжений в конструкции сделаны выводы?
 

Лёха Еропланов

Я люблю строить самолеты!
Электрический самолет - новые конфигурации открывают новые возможности
efficient-flight-with-electric-tail-propulsion.jpg

Экологичность, бесшумность, безопасность и рентабельность - европейские исследования в области аэронавтики сосредоточены на этих целях ввиду увеличения объема воздушного движения. Ключевую роль в этих усилиях будет играть разработка электрических силовых установок. И все же полет нельзя сделать экологически безопасным, просто переработав силовую установку - хороший дизайн самолета имеет первостепенное значение для достижения эффективного использования. Поэтому исследователи из Немецкого аэрокосмического центра (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR) проводят исследования потенциала новых типов конструкции и того, как может выглядеть оптимальный электронный самолет будущего.

Региональный самолет с множеством малых пропеллеров
Множество небольших пропеллеров, распределенных по всему крылу, более длинное и тонкое крыло, меньший вертикальный стабилизатор - достаточно одного взгляда на конструкцию самолета Мартина Хепперле, чтобы понять, что это не обычный авиалайнер. «Электронный самолет будущего будет сильно отличаться от того, к чему мы привыкли», - говорит инженер, работающий в Институте аэродинамики и поточных технологий DLR . Простая интеграция электрических силовых установок в существующий парк не будет эффективной, потому что: «Общая конфигурация самолета должна соответствовать двигательной установке». Хепперле считает, что изменения в конструкции самолета могут вызвать цепную реакцию желаемых эффектов.

Это также относится к его конструкции регионального самолета с распределенной двигательной установкой, в которой множество небольших пропеллеров, расположенных вдоль крыла, создают большую подъемную силу. Площадь крыла может быть уменьшена, что позволяет снизить вес, сопротивление и мощность, необходимую для движения. Наличие большего количества источников движения обеспечивает большую безопасность в случае отказа двигателя. «Двухдвигательный самолет должен иметь возможность безопасно взлетать в случае отказа двигателя. Имея это в виду, двигатели имеют слишком большой размер. Если одна из многих силовых установок выходит из строя, эффект гораздо менее драматичен», - объясняет Хепперле. Это также помогает контролировать; Частично управлять самолетом можно с помощью двигателей около кончиков крыльев. Вертикальный стабилизатор больше не должен работать так тяжело, чтобы компенсировать это, поэтому он может быть намного меньше и легче по конструкции, что приводит к меньшему сопротивлению.

Также детально проанализирована другая концепция гибридно-электрического регионального самолета с иначе распределенными силовыми установками. Такой самолет позволит снизить расход топлива более чем на 30 процентов по сравнению с нынешними самолетами.
electric-regional-aircraft-with-distributed-propulsion-system.jpg

Самолет средней дальности с электрохвостовой установкой
Это не единственные концепции, разработанные и исследованные авиастроителями. Например, недавно они исследовали самолет средней дальности с электрической силовой установкой, встроенной в хвостовое оперение. Что делает его особенным, так это то, что двигатели под крыльями генерируют тягу, а также подают электроэнергию на задний вентилятор, что, в свою очередь, улучшает аэродинамическую эффективность за счет поглощения пограничного слоя. Для этого концептуального исследования была выбрана конфигурация «утка» с горизонтальным стабилизатором, расположенным рядом с передней частью, и вертикальными стабилизаторами на концах крыльев.

Меньше шума с большим количеством пропеллеров
Независимо от метода движения, создание авиационного шума во время полета в первую очередь определяется аэродинамикой. Он создается пропеллерами или вентиляторами двигателей и воздушным потоком вокруг фюзеляжа и крыльев. Новые концепции силовых установок позволяют влиять на создание шума. Многие маленькие пропеллеры издают звук, отличный от звука двух больших. Зная это, исследователи DLR также тщательно изучили акустику потока.

Однако они должны были быть реалистичными: «Снижение, на которое рассчитаны наши концепции, измеряется однозначным числом. Наши предварительные исследования показывают, что гибридно-электрический региональный самолет с распределенными силовыми установками приведет к снижению шума на 10 процентов», - говорит Хепперле. Хотя гибридные силовые установки позволят вырабатывать мощность непосредственно на борту, это увеличит «массу» самолета. Преобразование и передача электроэнергии также приведут к некоторым потерям мощности.

В своих проектах Хепперле не смог обойти одну из самых больших проблем с электрическими силовыми установками - накопление энергии. Современные батареи тяжелые и не позволяют работать на большом расстоянии. В обозримом будущем они, скорее всего, станут практическим решением только для небольших спортивных самолетов. Водородные топливные элементы рассматривались как альтернативная форма хранения энергии, но они все еще очень дороги и сложны. Поэтому Хепперле рассматривает гибридные силовые установки, работающие на керосине, как практическое переходное решение. Хотя основным недостатком в данном случае является вес сложной двигательной установки, этот тип регионального самолета с электрическим приводом мог легко перевозить 100 пассажиров на расстояние до 2000 километров.
nineteen-seater-aircraft-with-electrically-driven-propellers.jpg

Текущие результаты и концепции имеют решающее значение для целенаправленной разработки и изучения будущих электрических силовых установок и батарей для авиационных приложений. Концепции электронных самолетов должны оказаться эффективным и устойчивым вариантом для ближнемагистральных маршрутов. Исследования этих и других концепций в настоящее время проводятся в рамках ЕвропейскогоЧистое небо 2Проекты Advanced Engine and Aircraft Configurations (ADEC). В рамках этих проектов ученые DLR со всей Германии работают с исследовательскими учреждениями из Франции (ONERA) и Нидерланды (TU Delft, NLR) и отраслевых партнеров Airbus и Rolls-Royce определить потенциал инновационных силовых установок и концепций самолетов.
regional-aircraft-with-additional-e-propellers-near-the-wingtips.jpg

Кроме того, DLR также участвует в проекте синергетической интеграции распределенных гибридно-электрических силовых установок (SynergIE) в рамках национальной программы авиационных исследований Германии, финансируемой Федеральным министерством экономики и энергетики (BMWi), которая исследует такие концепции. Особое внимание уделяется физике полета и общей оценке.
 

henryk

Я люблю строить самолеты!
Откуда
Krakow
Экологичность, бесшумность, безопасность и рентабельность -
=на базе пропеллерных (стационарное обтекание) движителей достич такое НЕВОЗМОЖНО !

=представим себе стаи "летающих автомобилей" над городом...
а вот стая грачей и галок слышится только по их пении.

=не заметил у этих прожектов активных системм снижения или анигиляции сопротивления воздушного транспорта !
 

Lapshin

Делай, как дОлжно, и - будь, что будет
Откуда
Москва
=на базе пропеллерных (стационарное обтекание) движителей достич такое НЕВОЗМОЖНО !

=представим себе стаи "летающих автомобилей" над городом...
а вот стая грачей и галок слышится только по их пении.

=не заметил у этих прожектов активных системм снижения или анигиляции сопротивления воздушного транспорта !
Пение грачей - это сильно. Сильнее Фауста Гете.
Однако, должен разочаровать: сотня пропеллеров, создающих некую суммарную тягу, шумят меньше, чем единственный пропеллер равной тяги.
А знаешь, почему: чтобы множеству шуметь сильнее единственного, необходимо, чтобы их звуковые колебания суммировались - а для этого они должны находиться в одной фазе. Но этого не бывает - и колебания частично вычитаются.
Представь себе два источника звука противоположной фазой - между ними колебания полностью скомпенсируют друг друга.
 

А.Веггер

БЛОГ Андрея Веггера: vtaircraft.com
Представь себе два источника звука противоположной фазой - между ними колебания полностью скомпенсируют друг друга
Позвольте с Вами не согласиться Уважаемый Lapshin: в теории колебаний и волн немалое значение имеет амплитуда колебаний А она как раз зависит от диаметра линии вращения концов пропеллера. Вы совершенно правы один пропеллер длиной в два метра врашаюшийся со скоростью 3000 об/мин наделает шума гораздо больше чем 100 пропеллеров длиной в 20 см вращавшихся со скоростью 1800 об мин каждый. И не потому что волны суммируется или компенсируется а все потому что амплитуда колебаний одного будет за пределами звукового барьера: линейная составляюшая скорости конца винта диаметром в два метра превысит скорость свука

P.S. Кстати о компенсации шуме от двух источников звука в противофазе: АН-24 имеет два источника колебаний с одинаковыми характеристиками (турбо с одинаковыми пропеллерами) и вращаются они в противофазе (как и любые другие хорошо разработанные двух моторники) один работаюший не заглушит другой никак И никогда .
 
Последнее редактирование:

KAA

Ненавижу Солидворкс!
P.S. Кстати о компенсации шуме от двух источников звука в противофазе: АН-24 имеет два источника колебаний с одинаковыми характеристиками (турбо с одинаковыми пропеллерами) и вращаются они в противофазе
Нет, фазы там-как богам угодно, и при полёте в нём, отчётливо замечаются периодические изменения шума ВМУ.
 

А.Веггер

БЛОГ Андрея Веггера: vtaircraft.com
...И меньше никогда не станет. Ладно : добавлю еше что звук не только фаза с амплитудой но еше и децибелы с частотами. При той же фазе и амплитуде плач ребенка например действует на организм намного сильнее чем громкое стучание двух молотков с той же частотой и силой
 

Lapshin

Делай, как дОлжно, и - будь, что будет
Откуда
Москва
все потому что амплитуда колебаний одного будет за пределами звукового барьера: линейная составляюшая скорости конца винта диаметром в два метра превысит скорость свука
Что-что? Подобной чуши вообще никогда не слышал, и даже от вас не ожидал такой дремучести и совершенно произвольного применения терминов, вероятно, вам не знакомых.
Попробуйте сформулировать свою глубокую мысль, отказавшись от этого: сами увидите, что и мысль ошибочна.
 

А.Веггер

БЛОГ Андрея Веггера: vtaircraft.com
Попробуйте сформулировать свою глубокую мысль, отказавшись от этого: сами увидите, что и мысль ошибочна.
Уважаемый Lapshin Вы не поверите пока не послушаете винт вертолета с лопастью в пару десятков метров посчитайте зависимость по формуле

There is a formula to figure out the speed of the blade tip. For your quadcopter multiply the blade RPM by the diameter (in inches), and multiply that by 0.00426
TipSpeed=RPM∗Diameter∗0.00426

The result is in Feet per Second.
Anything over 1125 feet per second (343 meters per second) and your tips are supersonic.
Anything over about 650 feet per second (200 meters per second) and the propeller is probably really loud and annoying.
 
Вверх