HYBRID наступает на пятки...

[KV1237542]

КАА. Совершенно правильно.
Кстати схема может быть следующей.
Маршевый ДВС с вму. На крейсерский полет на максимальном К с запасом мощности раза в 1.5 раза и такой же мощности мелкие Эл двигатели можно разбросать вдоль размаха крыла с развитым закрылком. При отключении питания лопасти складываются.
Зато обдувка обеспечивает очень короткий взлет посадку и запас на критические ситуации. Скажем 3 мин работы и небольшой генератор который за час два зарядит аккумулятор. На самом деле на взлет и набор 15 метров достаточно несколько секунд.

Недавно сделал расчет для гипотетического экспериментального ранцевого ЛА с размахом 8.8м и обдуваемой площадью крыла 6.4м2 по статье Золотько и теории струйного закрылка
Обдувка 16 мелкими винтам диаметром 0.4 метра.
Понятное дело я не учитывал взаимное влияние винтов и кпд учел только осевой.
Было интересно что можно получить при 10 кВт мощности и взлетном весе 120 кг.
Получился взлет на 6 м/с и скороподьемность 2 м/с
Т.е. взлет с одного шага разбега и Угол подъёма около 20 град.

 

[JohnDoe]

1) - я имел в виду не только ДВС, а всю ВМГ. Можно сказать иначе: при использовании одного ДВС без КПП у винта на крейсере должен быть запас по оборотам. На гибриде от запаса можно отказаться и взять от винта данного диаметра всё.
2) - допустим, это 5% запас мощности. То, что высадили на взлёте за 1 минуту - наберём за 30 (с учётом КПД). А полёт на тыщу километров у нас долгий, как в золотом)) веке.
3) - ну, пусть дальность наполовину меньше - всё равно, понадобится на маршруте иметь 1 запасную площадку, а не сетку. Главная характеристика вспом. двигателя - лёгкость, нет?
4) - и ещё СТОЛы и гидропланы, наверно.

1) Винт может быть "крейсерским"(для наибольшей эффективности на крейсере), "скоростным"(для лучшей эффективности на максимальной скорости), "тяговитым"(для лучшей скороподьемности и укорочению разбега), а может быть ВИШем сочетающим все эти виды. От запаса можно отказаться на мопеде, в крайнем случае можно остановиться на обочине или руками дотолкать до дому. В воздухе сии возможности не предусмотрены.
2) КПД бензинового ДВС процентов 30-ть(0,3) ,КПД генератора -0,85(хорошо бы), зарядное устройство свое возьмёт, сопротивление проводов и АКБ тоже откусит. Причем электрика ещё добавил потерь и при обратном процессе, т.е. при работе эл.мотора. И после 5-и минут работы на взлете весь этот пивной ларек из эл.мотора, инвертора-блока управления, проводов, АКБ общей массой как пол-ДВС будет лететь "пассажиром" украв от полезной нагрузки десяток-другой-третий килограмм.
3) Главная задача вспомогача - выполнять по максимуму свою ф-ию: обеспечить запуск основной СУ, обогреть салон, подать сжатый воздух в кабину, выдать эл.энергию на стоянке(для экономии ресурса основного двигателя) или в случае аварийной ситуации в воздухе. А уж потом быть легким, плоским, незаметным. На подавляющем большинстве АОН-овских аппаратов ВСУ нет, потому как она там практически бессмысленна.
4) )))))))
ИМХУ

 

[henryk]

4) )))))))

5) ="S"-образный профиль и крыло Каспера=взлёт/посадка на углу атаки больше 30 градусов,(Су около 5 ,вихри),
а в крейсере "по божески",т.е. на 5 градусах (Сх=0,01)

и не нужно гибридов...

 

[KAA]

Добавлю, что такие гибриды целесообразны как беспилотные ЛА и пилотируемые для патрульных полётов.

 

[JohnDoe]

Я не только дипломированный, а ещё и летающий. Правда, к сожалению лишь изредка в последние годы.
Крейсерский полёт осуществляется на достаточно большой высоте, как правило, настолько большой, какую позволяет диспетчер.
Поэтому, потеря нескольких десятков м в нисходняке-не проблема, и есть избыток мощности ДВС 20-30%, обеспечивающий работу ДВС в области минимального удельного расхода. И конечно, с огибанием рельефа такие аппараты не летают. Но не забывайте, что возможно увеличение мощность на 100% в течение нескольких минут. Потеря 10 м/с из-за встречного ветра будет означать полёт с путевой скоростью 20 м/с. Либо добавить газу (не до максимала конечно), если надо прибыть в конечный пункт в назначенное время. Для этого берётся АНЗ топлива.

Ещё раз: чтобы зарядить АКБ, высаженные на взлете, потребуется избыток мощности маршевого ДВС. Чтобы быстро зарядить - большой избыток, можно обойтись не большим избытком, но тогда зарядка может растянуться на весь полёт и ещё и не хватить.
Насчёт избытка мощности: в предлагаемом, и оспариваемом мной, варианте у ДВС избытка мощности не предполагается ВООБЩЕ! Избыток предлагается обеспечивать электропомогайкой, которая потом, до зарядки АКБ летит мертвым грузом. Массу эл.двигателя сравнимой с ДВС мощности можете назвать(это к вопросу про 100% увеличении мощности), массу АКБ для работы на полной мощности в течении тех 5 минут назовёте? Массу редуктора, радиатора и пр. Стоимость.
Потом все это сравниваем с нормальным ДВС ом и, гулять так гулять!, в комплекте с ВИШем.

 

[daredevil]

Винт может быть "крейсерским"(для наибольшей эффективности на крейсере), "скоростным"(для лучшей эффективности на максимальной скорости), "тяговитым"(для лучшей скороподьемности и укорочению разбега), а может быть ВИШем сочетающим все эти виды.

- ВИШ сочетает компромиссно. Но дело даже не в этом. Если диаметр винта у нас конструктивно ограничен - то при меньших оборотах для "отвода" той же мощности при оптимальном шаге потребуется больший коэффициент заполнения - т.е. большие потери. А для сопоставимой с гибридом не только взлётной мощности, но и безопасности - вообще потребуются 2 ВМГ со всеми вытекающими, в т.ч. по части аэродинамического качества и стоимости владения.

И после 5-и минут работы на взлете весь этот пивной ларек из эл.мотора, инвертора-блока управления, проводов, АКБ общей массой как пол-ДВС будет лететь "пассажиром" украв от полезной нагрузки десяток-другой-третий килограмм.

- не весь, а только часть веса батареи, пропорциональная израсходованной части заряда. Но в общем, именно имея в виду "балласт", я считаю ГТУ более эффективным помощником.

/КМК очень неблагодарное занятие - утверждать "нафиг" вместо поиска ниш для новинки. Особенно когда некоторые ниши уже найдены и идёт воплощение.

 

[JohnDoe]

1) - ВИШ сочетает компромиссно. Но дело даже не в этом. Если диаметр винта у нас конструктивно ограничен - то при меньших оборотах для "отвода" той же мощности при оптимальном шаге потребуется больший коэффициент заполнения - т.е. большие потери. А для сопоставимой с гибридом не только взлётной мощности, но и безопасности - вообще потребуются 2 ВМГ со всеми вытекающими, в т.ч. по части аэродинамического качества и стоимости владения.
2) - не весь, а только часть веса батареи, пропорциональная израсходованной части заряда. Но в общем, именно имея в виду "балласт", я считаю ГТУ более эффективным помощником.
3) /КМК очень неблагодарное занятие - утверждать "нафиг" вместо поиска ниш для новинки. Особенно когда некоторые ниши уже найдены и идёт воплощение.

1) Любой винт это компромисс, если только он не совершенно однорежимный. А стоимость владения двух ВМУ вместо одной всяко будет выше.
2) уд.энергоемкость АКБ раз в 60 уступает энергоёмкости бензина/керосина, даже с учётом КПД ДВС, все равно разница в 20 раз. ГТД в наших размерностях не пляшут. Тем более в качестве "помогайки". Если бы был ГТД (ТВД или турбовальник) сил в 150 и вменяемым расходом топлива то ротаксы, фольксы и прочие зубары массово пошли бы на свалки стройными рядами.
3) ИМХУЕТСЯ мне , что Вы находитсь "в плену идеи". Где в авиации собираются юзать параллельный гибрид с ДВСом уфорсированным вусмерть, до грани отказа? Поведайте, чтоб я десятой дорогой его обходил, да и родным отсоветовал.

 

[daredevil]

Если бы был ГТД (ТВД или турбовальник) сил в 150 и вменяемым расходом топлива то ротаксы, фольксы и прочие зубары массово пошли бы на свалки стройными рядами.

- Это вряд ли. Ключевое слово - ресурс. Устройство, которое стоит как автомобиль, а служит (оптимистично) пару сотен часов - для очень ограниченного круга пользователей. А вот устройство в 2 раза слабее, в полтора раза дешевле и ресурс которого будет расходоваться только на взлёте (жадинами - на разбеге)) - гораздо интереснее. С точки зрения хобби ещё интереснее устройство из трэшовых компонентов по трэшовой цене ресурсом пусть 50 часов. Надеюсь, изготовители миниТРД со временем нащупают эту нишу и сделают минитурбовальники.

Поведайте, чтоб я десятой дорогой его обходил, да и родным отсоветовал.

- Это не ко мне, я любитель, причём небогатый. Я проектирую аппарат под надёжный дефорсированный двигатель или два, ещё не определился со схемой. Будь на рынке турбовальники мощностью пусть 15 кВт по $2000 - уже определился бы))

 

[JohnDoe]

1) - Это вряд ли. Ключевое слово - ресурс. Устройство, которое стоит как автомобиль, а служит пару сотен часов - для очень ограниченного круга пользователей. А вот устройство в 2 раза слабее, в полтора раза дешевле и ресурс которого будет расходоваться только на взлёте (жадинами - на разбеге)) - гораздо интереснее. Надеюсь, изготовители миниТРД со временем нащупают эту нишу и сделают минитурбовальники.
2) - Это не ко мне, я любитель, причём небогатый. Я проектирую аппарат под надёжный дефорсированный двигатель или два, ещё не определился со схемой. Будь на рынке турбовальники мощностью пусть 15 кВт по $2000 - уже определился бы))

1) Ресурс ГТД в разы выше, чем у поршневике. К примеру, ресурс банального автомобильного, камазовского ТКР-7 равен ресурсу двигателя. По документации. ТКР это тот же ГТД, только без КС. Модельные моторчики имеют убогий ресурс в силу их предельной форсировки, кстати, ресурс модельных поршневиков также не блещет. Конский ценник на модельные движки обусловлен в том числе и специфичностью области их применения, рынок довольно узок и законы крупных серий тут не работают.
2) Есть турбовальники модельные стройтесь в Гугле. Но цена негуманная.
Хотите турбовальник задёшево и с мощностью в 45 кВт? Поищите турбостартер ТС-21. На форуме в реактивном разделе есть несколько тем, посвященных ему. Потребуется напилинг и кувалдинг, чтобы сделать из него приемлемую СУ, но стартовая цена в 30-40 тыщ РУБЛЕЙ вполне может Вас соблазнить.
ИМХУ

 

[daredevil]

Хотите турбовальник задёшево и с мощностью в 45 кВт? Поищите турбостартер ТС-21. На форуме в реактивном разделе есть несколько тем, посвященных ему. Потребуется напилинг и кувалдинг, чтобы сделать из него приемлемую СУ, но стартовая цена в 30-40 тыщ РУБЛЕЙ вполне может Вас соблазнить.
ИМХУ

- Рассматривал. 40 кг и удельный вес 1,5 кг/лошадь - сильно избыточно. Теоретически уместнее воткнуть второй поршневик, форсированный. А практически - как подумаю о двух сцеплениях (неизбежных и в случае ТС-21) - так склоняюсь в пользу двух ВМГ. Но тогда точно не 115 кг А гибрид можно предъявить с одним движком, а летать с двумя.

 

[JohnDoe]

- Рассматривал. 40 кг и удельный вес 1,5 кг/лошадь - сильно избыточно. Теоретически уместнее воткнуть второй поршневик, форсированный. А практически - как подумаю о двух сцеплениях (неизбежных и в случае ТС-21) - так склоняюсь в пользу двух ВМГ. Но тогда точно не 115 кг А гибрид можно предъявить с одним движком, а летать с двумя.

Чего то не то у вас цифрами. У него по паспорту 45 кВт вроде,при весе в 40 кг никак 1,5 кг/л.с.не получается. Около половины массы, КС что, там приходится на редуктор, 6 кило - топливно-маслянный насос.
Сцепление для чего? Для работы двух движков на один ВВ? Куча народу нажила себе на этом изрядный грамотой начиная ещё с прошлого века. Ни у кого толком подружить такую СУ не получилось. Ни на танках(некоторые версии "голодного Фердинанда" СУ-76) ни в авиации(были проекты с двумя рядниками/V-образниками "в затылок" объединённых муфтой. Был самодельный ероплан с двумя Буранами работавшими на соосный редуктор. И это были одинаковые двигатели, а уж с нхронизировать два разных на один вал....

 

[KAA]

И после 5-и минут работы на взлете весь этот пивной ларек из эл.мотора, инвертора-блока управления, проводов, АКБ общей массой как пол-ДВС будет лететь "пассажиром" украв от полезной нагрузки десяток-другой-третий килограмм.

Насчёт избытка мощности: в предлагаемом, и оспариваемом мной, варианте у ДВС избытка мощности не предполагается ВООБЩЕ! Избыток предлагается обеспечивать электропомогайкой, которая потом, до зарядки АКБ летит мертвым грузом. Массу эл. двигателя сравнимой с ДВС мощности можете назвать(это к вопросу про 100% увеличении мощности), массу АКБ для работы на полной мощности в течении тех 5 минут назовёте? Массу редуктора, радиатора и пр. Стоимость.
Потом все это сравниваем с нормальным ДВС ом и, гулять так гулять!, в комплекте с ВИШем.

Вы совершенно правы в том, что целесообразность применения подобного решения в каждом конкретном случае необходимо просчитывать, чтобы масса дополнительно сжигаемого топлива + избыточная масса ДВС заметно превышала массу всех вышеперечисленных электрических устройств. Например, для упомянутого мной гипотетического ЛА, избыточная мощность двигателя составит примерно 15 л.с., что при удельной массе 4-х тактных моторов 1кг/1 л.с., даст 15 кг массы. Электромотор такой мощности с контроллером и проводами будет весить дай бог половину этой массы.Но есть ещё аккумуляторы. С топливом картина посложнее. Вполне возможно, что это будет оправдано для полётов продолжительностью десятки часов. Тогда это -только для БПЛА.
Но вы неправы в том, что у ДВС нет избыточной мощности. Она должна быть для:
1) Обеспечения ресурса при длительной работе в крейсерском полёте
2) Поскольку удельный расход топлива поршневых ДВС и Ванкелей минимален при 60-80% макс. мощности.
Так что для зарядки аккумуляторов запас всегда будет.

 

[Вячеслав Атнагулов]

Для работы двух движков на один ВВ? Куча народу нажила себе на этом изрядный грамотой начиная ещё с прошлого века. Ни у кого толком подружить такую СУ не получилось. Ни на танках

На некоторых сериях Шерманов силовая установка состояла из пяти двигателей и при этом хорошо себя зарекомендовала именно как надёжная.

 

[JohnDoe]

На некоторых сериях Шерманов силовая установка состояла из пяти двигателей и при этом хорошо себя зарекомендовала именно как надёжная.

Это где это такая СУ себя зарекомендовала? Я вот читал совершенно противоположные мнения о таких СУ. Причем о разных и в разных источниках. Единственно где нет особых проблемм с синхронизацией это турбовальные вертолетные СУ в которых два ГТД работают на один редуктор. Но там ясно из-за чего. А вот два ДВСа на один редуктор это задачка посложнее.
ИМХУ

 

[KV1237542]

Да целесообразность надо просчитывать.
Можно иметь примерно одинаковый вес 2 установок одна с ДВС удвоенной мощностью
другая с аккумуляторами на 3 мин работы небольшим генератором зарядка скажем за 1 час полета и разнесенными по крылу мелкими ВМУ.
Вторая схема меньшее время чем первая сможет работать на повышенной мощности.
Но ВПХ могут быть уникальными, чего с одним ДВС не добьешься.
Что кому надо.

 

[JohnDoe]

Но вы неправы в том, что у ДВС нет избыточной мощности. Она должна быть для:
1) Обеспечения ресурса при длительной работе в крейсерском полёте
2) Поскольку удельный расход топлива поршневых ДВС и Ванкелей минимален при 60-80% макс. мощности.
Так что для зарядки аккумуляторов запас всегда будет.

Именно от "избытка мощности" ДВС и предлагалось отказаться, обеспечив взлет за счёт подключаемого эл.мотора: HYBRID наступает на пятки... Я выступал против именно такого, параллельного гибрида. А последовательный гибрид типа "1 ДВС-генератор и тьма раскиданных эл.моторчиков" вполне имеет право быть. И может быть весьма эффективным. По меньшей мере пока не создадут АКБ сравнимой с бензином уд.емкости.
ИМХУ

 

[Вячеслав Атнагулов]

то где это такая СУ себя зарекомендовала?

Шерман М4А4. Американцы тоже лепили из того, было. В результате тридцати цилиндровый двигатель, собранный из пяти автомобильных, у них работал надёжно.
Вот тут поищите.

 

[daredevil]

Около половины массы, КС что, там приходится на редуктор

- Сомневаюсь, что штатный редуктор в данном случае можно заменить ременным. Но даже если так - это всё-таки вариант для двухместника, причём сугубо для гибрида (ибо прожорлив), причём очень-очень вынужденный.

А с моим проектом я вроде определился. Возьму в помощь маршевому 2 авиамодельных движка, вот таких:

С 50сс снимают >10 лошадей, 25 кгс статической тяги. Оснащу складными винтами. На очень маленький аппарат, вроде такого. И будет мой гибрид (скорее бастард)). Может, даже уложусь в 115.

Надо будет подумать, как эти движки запускать в полёте, наверно, сжатым воздухом.

Спасибо топикстартеру и JohnDoe за тему и обсуждение, наконец-то я пришёл к концепции.

 

[KAA]

Именно от "избытка мощности" ДВС и предлагалось отказаться, обеспечив взлет за счёт подключаемого эл.мотора:

Такое может предлагать лишь очень отдалённо знакомый с темой человек, ибо ДВС не может длительно работать на максимале и удельный расход на этом режиме у него велик. Вам это надо объяснять? 🧐

 

[JohnDoe]

Такое может предлагать лишь очень отдалённо знакомый с темой человек, ибо ДВС не может длительно работать на максимале и удельный расход на этом режиме у него велик. Вам это надо объяснять? 🧐

Мне - нет. Более того, именно об этом я и говорил😎