/idea/ Солнечный самолет на тепловых коллекторах

Anatoliy.

Верной дорогой идете товарищи!!!
Откуда
Севастополь
Получается что нужна тяга всего 32.2Н на обоих лопастях и мощность 14л.с. (10кВт) - [highlight]в сумме 7 кило тяги поднимут СЛА 150кг!!![/highlight]
Получим расход воздуха m/t=F^2/2*W=0.0518кг/с или около 43 литра в секунду - действительно очень мало!
Плюс в том что можно иметь запас сжатого воздуха в карбоновом баллоне 10-20кг... Главное чтобы не сильно свистело, иначе точно придется ставить эл.двигатель... 
Посчитаем.
Если тяга на одной лопасти 32,2 Н, и мощность 10 кВт, то скорость истечения воздуха (очень и очень примерно) равна  310м/с. Естественно без учета потерь (КПД реактивного движителя).
При ежесекундном отбрасывании 0,0518 кг воздуха со скоростью 310 м/с возникает реактивная сила, опять таки очень примерно  равна   0,0518*310 =  15,54 Ньютона.
И опять без учета потерь.
Что то не сходится почти в 2 раза.
Тогда чтоб получить теоретическую тягу в 32,2 Ньютона при скорости истечения воздуха 310 м/с требуется отбрасывать уже не менее 0,104 кг/с.
Это на одну лопасть.
Две лопасти "скушают" 0,208 кг воздуха в каждую секунду.
При Вашем запасе сжатого воздуха 20 кг теоретически его хватит менее чем на 96 секунд.
При этом если применить баллоны подобные баллонам дайвинга, то вес пустых баллонов будет примерно равен 20 кг.
Отнимем вес баллона с воздухом внутри (40 кг), а так же живой вес с ботинками (90 кг) от взлетного веса 150 кг и  получим вес пустого летательного аппарата равный 20 кг.
Не забудем, что над головой будет мотыляться вовсе не невесомые две лопасти по 3,5 метра.

Подведем итог.
Это все сможет летать не более 1,5 минуты на сжатом воздухе при весе пустого вертолета 20 кг с его ротором диаметром 7 метров.

Если попытаться после такого стремительного взлета "подключиться" к Солнцу с помощью солнечного теплового  коллектора, то для извлечения тех 10 кВт тепловой энергии при 100 % КПД преобразования потребуется площадь коллектора не менее  23 квадратных метров. При условии, что тот коллектор будет направлен строго на Солнце.
А учитывая реальный КПД перевода солнечного тепла в реактивную струювоздуха с очень малой разницей температур между нагревателем и холодильником эта площадь будет соизмерима с площадью среднего дачного участка.

Надейтесь и дерзайте.
 

tvv385

Я люблю строить самолеты!
Кстати про бизнес - многие знакомые усердно пытаются что-то запатентовать а я вижу намного более эффективный путь - публикация разработок в интернете по лицензии GPL...
Думаю так больше можно заработать на сопровождении и продукт будет дешевле, популярнее и доступнее... как идея?
если быстро внедрять, то так даже лучше...  Ну и, кроме того, открытость серьезный аргумент для многих серьезных заказчиков.  (те-же военные например - покупают как конструктор и дальше прикручивают своими силами, и нет проблем со всякими NDA, секретность и тп)

Уже давно некоторые фирмы применяют такую бизнес-модель, например
elphel.com
(причем тут не только софт, но и схемы открыты, что пока еще редкость)

Vladimir
PS  нынче появилось еще больше возможностей для быстро коммерциализации - например те-же криптоваты фактически могут выполнять функции акций, что позволяет сразу сделать что-то вроде АО и обойти ряд грабителей и проблемы со всякими лицензиями на доступ к кормушке при выходе на IPO...

PPS  я склоняюсь к тому что в россии GPL надо внедрять со стороны фирм и ассоциаций - очень мало людей кто сам понимает что делает...

PPPS  фишка в том, что если вы продаете дешево, то у вас и так не будет проблем с конкурентами, так что патент не шибко-то и нужен. 
 
Получается что нужна тяга всего 32.2Н на обоих лопастях и мощность 14л.с. (10кВт) - [highlight]в сумме 7 кило тяги поднимут СЛА 150кг!!![/highlight]
Получим расход воздуха m/t=F^2/2*W=0.0518кг/с или около 43 литра в секунду - действительно очень мало!
Плюс в том что можно иметь запас сжатого воздуха в карбоновом баллоне 10-20кг... Главное чтобы не сильно свистело, иначе точно придется ставить эл.двигатель... 
...
Две лопасти "скушают" 0,208 кг воздуха в каждую секунду.
При Вашем запасе сжатого воздуха 20 кг теоретически его хватит менее чем на 96 секунд.
...
Вы правы - расход будет действительно 0.208кг/с, я ошибся - надо было сразу считать обе лопасти...
Но результат хороший - имея 20кг воздуха мы получим целых полторы минуты вертикального взлета! Дальше можно перейти в горизонтальный полет на крыльях - см. рисунок ниже который я рисовал для Вячеслава :)
Карбоновый баллон вместе с 20кг воздуха весит 25кг + 5 кг ротор с подвеской, так что веса как раз хватает на дельтаплан...

А учитывая реальный КПД перевода солнечного тепла в реактивную струювоздуха с очень малой разницей температур между нагревателем и холодильником эта площадь будет соизмерима с площадью среднего дачного участка.
Нас интересует только один КПД - нагрева воздуха в коллекторе - именно нагрев создаст нужное давление...
Даже для простого пленочного коллектора можно достигнуть 60% при dT не меньше 50град (думаю в результате оптимизаций мы с вами получим даже больше)...
К тому же задача солнца будет сводиться лишь к подкачке баллона пока я летаю в свободном полете...
Кстати - оказалось что сжатый воздух выгодней для авиации чем аккумуляторы - его энергия достигает 0.6 МДж/кг против 0.38 МДж/кг у литий ионных аккумуляторов!
К тому же есть идея хранить его в баллонах в жидком виде - тут нам должен помочь tvv385... А кому мало энергии пусть берёт на борт баллоны с жидким водородом :)

Но! остался главный вопрос - обращаюсь к "Летавшему" или к тому кто пробовал реактивный привод ротора - насколько громким будет свист/шум? Если аппарат будет распугивать всё живое вокруг то это мне не нравится...
 

Вложения

летавший, как то раз)))...

Я строю конвертоплан, люблю летать!
:D...идея интересная,  ;)правда, по своему.
Шума много не бывает ::), но

распугивать всё живое вокруг 
-- будет недостаточно :cool:
;)Тем более, что для потребной тяги, будут и соответственно, очень малые двигатели!(их нужно считать!)

Есть только одно "[highlight]но![/highlight]":
Куда "утилизировать" ротор? :-?
 
...Есть только одно "[highlight]но![/highlight]":
Куда "утилизировать" ротор? :-?
с утилизацией карбона проблем нет: http://www.nebo-forum.kiev.ua/viewtopic.php?f=9&t=10813&sid=33ba4a6d58e03209b6fb5260d8a4c995

Думаете карбоновый ротор не выдержит?
Вы можете оценить шум в децибелах? Те ролики на ютубе что нашел о реактивных вертолетах все без звука - есть запись со звуком?
Как вы оцениваете идею подавать прямо жидкий воздух и какое при этом давление может создать адиабата в сопле двигателя для ротора описанного выше?
 
:D...идея интересная...
Кстати! Дельтаплан с ротором на рисунке выше это и будет конвертоплан - при горизонтальном полете лопасти будут фиксироваться вдоль крыла и поворачиваться тоже вдоль крыла, создавая предкрылок... Задача создать СЛА с вертикальным взлетом доступный по цене каждому!
 

летавший, как то раз)))...

Я строю конвертоплан, люблю летать!
Думаете карбоновый ротор не выдержит?
...я о том, куда его девать после взлёта? :-?

Вы можете оценить шум в децибелах?
примерно такой, только с 2-х лопастей

http://www.youtube.com/watch?v=JuFDboqLRWA

Как вы оцениваете идею подавать прямо жидкий воздух и какое при этом давление может создать адиабата в сопле двигателя для ротора описанного выше?
ни чем помочь не могу, я не спец. по криогенной технике, хотя, могу предположить, что очень большое будет давление(если правильно организовать работу[highlight] девайса[/highlight] ;))

Кстати! Дельтаплан с ротором на рисунке выше это и будет конвертоплан - при горизонтальном полете лопасти будут фиксироваться вдоль крыла и поворачиваться тоже вдоль крыла, создавая предкрылок... Задача создать СЛА с вертикальным взлетом доступный по цене каждому!
вот это и подразумевал,
как ""утилизировать" ротор?
 

Anatoliy.

Верной дорогой идете товарищи!!!
Откуда
Севастополь
Нас интересует только один КПД - нагрева воздуха в коллекторе - именно нагрев создаст[highlight] нужное[/highlight] давление...
А какое это [highlight]НУЖНОЕ[/highlight] давление, в цифрах?
Вы считали какое можно достичь давление при перепаде температур 50 градусов?
Что там говорит теория?
Что то главный многоликий расчетчик реактивных двигателей помалкивает.
Видать задачка не по плечу.
 

летавший, как то раз)))...

Я строю конвертоплан, люблю летать!
Дык у Вас, "[highlight]всё подсчитано, не прибегая к конкретным цифрам![/highlight]" ведь - вам и карты в руки(С) [smiley=happy.gif]
 

Anatoliy.

Верной дорогой идете товарищи!!!
Откуда
Севастополь
Вы можете оценить шум в децибелах?
Попробуйте задать вопрос иначе.
А знает ли тот кто применил криогенное топливо (как он сам писал раньше) что такое децибел?

И еще одно довольно существенное замечание.
Современные микрофонные усилители обладают очень полезным свойством. Они автоматически изменяют коэффициент усиления (АРУ) подстраиваясь к уровню входного сигнала. Поэтому силу звука записанного с натуры оценить практически невозможно.
Что бы оценить реальный уровень шума следует сравнить одновременно два звуковых сигнала с одинакового расстояния.
Скажем стать рядом с той газовой горелкой и прокомментировать процесс горения сжиженного газа.
Вот тогда на фоне шипения газовой горелки попробуйте разобрать что там автор пыжится донести своим голосом.
Но лучше если это измерить подобающими измерительными приборами.
Но в реальности шум будет промодулирован двойной частотой вращения ротора.
А это довольно неприятный шум для окружающих.
Кстати, незадачливому автору не помешает измерить хотя бы эту одну величину шума.
Как бы его шипящий змей Горыныч не задробили по причине шума.
 

Anatoliy.

Верной дорогой идете товарищи!!!
Откуда
Севастополь
К тому же есть идея хранить его в баллонах в жидком виде
Попробуйте посчитать сколько надо подвести тепла к тому сжиженному газу чтоб его нагреть до нужной температуры, учитывая секундный расход той "жидкости".
 
...Вы считали какое можно достичь давление при перепаде температур 50 градусов?
Что там говорит теория?
...
Не нужно быть расчетчиком реактивных двигателей чтобы посчитать что мы получим избыточное давление 0,177атм...

К тому же есть идея хранить его в баллонах в жидком виде
Попробуйте посчитать сколько надо подвести тепла к тому сжиженному газу чтоб его нагреть до нужной температуры, учитывая секундный расход той "жидкости".
Если вы читали патент "летавшего" то видели что вся его изюминка в том чтобы не только не нагреть но и постараться охладить газ на входе в сопло! Зачем? Чтобы повысить его плотность а значит и удельную массу - это позволяет значительно! повысить тягу...
Поскольку в данном случае охлаждать нечем то надо будет постараться не допустить значительного нагрева при адиабатическом сжатии с помощью радиаторов и т.д.
 
...примерно такой, только с 2-х лопастей

http://www.youtube.com/watch?v=JuFDboqLRWA
Спасибо! Шум не слишком большой (АРУ ни при чем поскольку слышны другие звуки) - уже радует... Какая примерно была тяга при записи этого ролика? Видно что держали руками...
 

Anatoliy.

Верной дорогой идете товарищи!!!
Откуда
Севастополь
Спасибо! Шум не слишком большой (АРУ ни при чем поскольку слышны другие звуки) - уже радует... 
Еще раз переслушал тот ролик.
Кроме единственного и родного шипения газовой горелки не слышно ничего постороннего.
Если Вы не согласны, то укажите на время в ролике, где слышны посторонние шумы и что это за шумы.
Может это у Вас в квартире в то время что то шумело?
Совет.
Найдите в интернете ролики где запечатлена "тихая" работа ПуВРД и вспомните мои слова об АРУ тех микрофонных усилителей что записывали звук.
 

Anatoliy.

Верной дорогой идете товарищи!!!
Откуда
Севастополь
Если вы читали патент "летавшего" то видели что вся его изюминка в том чтобы не только не нагреть но и постараться охладить газ на входе в сопло! Зачем? Чтобы повысить его плотность а значит и удельную массу - это позволяет значительно! повысить тягу...
С самого первого поста Андрея о его загадочном сжатии при охлаждении воздуха за счет испарения сжиженного газа в теплообменнике (он его тогда назвал криотопливом) я спросил на сколько градусов охлаждается воздух.
Ответа не последовало.
Я тогда предложил ему простецкий, примитивный, приблизительный способ хотя бы ориентировочно определить этот параметр.
Он и этого не в состоянии был сделать.
Потом кто то примерно посчитал и это "революционное" снижение температуры было порядка 10 - 15 градусов.
После и я прикидочно посчитал.
Вся его гениальность изобретения свелась к эквивалентному снижению внешней температуры воздуха на эти 10 - 15 градусов. Скажем, летом его движитель обладал бы теми же параметрами как и осенью.
Лень просто искать свой пост с этими предварительными расчетами.
А вот "гемороя" с герметичным баком (более прочным и тяжелым) для сжиженного топлива и всей топливной системы с её герметизацией во вращающихся втулках он приобрел полные штаны.
Что характерно, и его главный расчетчик то же как в рот набрал воды. Видать этого он не умеет делать.
Может Вам удастся посчитать на сколько там измениться плотность забортного воздуха.
Только помните, что если все же газ сжимается за счет действия центробежной силы, то он будет несколько нагреваться и в формулы надо будет подставлять уже температуры не окружающего воздуха.
А это ещё уменьшит степень сжатия.
Что касается Вашего проекта при замене сжатого воздуха на сжиженный следует помнить, что для испарения любой жидкости требуется теплота на испарение.
А далее при расширении газа в сопле температура его будет падать и скорость истечения так же будет падать, а в результате будет падать тяга двигателя. Вы же не планируете подогрев истекающего газа за счет сжигания топлива.
Неспроста же нормальные реактивные двигатели используют подогрев выхлопных газов до "зверских" температур.
 
Вверх