Велопланер

[Lev]

Да я спокоен как удав 🙂
КПД по определению это отношение полезной работы к затраченой. Я вращаю винт электродигателем, при этом он совершает работу Х, при КПД воздушного винта 80% полезной работы будет 0,8Х. Помоему тут говорить то и не о чем.

    Мне бы Ваши знания... 🙂... Не скажете, как Вы определите ПОЛЕЗНУЮ работу винта, а не то, что он просто воздух месит? :craZy

 

[Солодовников Юра]

LEV, вы стебаетесь?
Сначала приближенно расчетно, поскольку под каждый конкретный ЛА с каждым конкретным двигателем необходимо проектировать свой винт. Если вас интересую методики расчета, то их несколько. Ни одна не дает достоверного результата, но пользоваться буду уже тем, что есть. А дальше испытания, измерения, выводы. КПД электродвигателя мне известен (для серьезных электромоторов фирма производитель дает графики), входная мощность на двигатели также известна (амперметр и вольтметр). Вертикальная и путевая скорости, взлетная масса и прочее известны и измеримы. Зная все эти параметры наверно не сложно определить КПД винта.

 

[Texas Parasol]

Уважаемый Юрий! Посетил по ссылке ваш сайт и узрел ЗД модель "Yurez1" в солиде… Очень понравились скелеты пиплов. Можно скромно попросить одно тело на мыло: pilot-an24rv@yandex.ru
                                           Спасибо.

 

[Михаил-Нск]

КПД электродвигателя мне известен (для серьезных электромоторов фирма производитель дает графики), входная мощность на двигатели также известна (амперметр и вольтметр).  

Мощность велосипедиста, минус КПД генератора, минус КПД накопителя, минус КПД двигателя, минус КПД винта. Учитывайте тогда уж всё. И если серьезно покапаетесь в электрических проблемах первых двух минусов, то вам станет понятно почему ветроустановки не стоят на каждом углу.
Что бы получилочь хоть что-то путнее нужно вложиться как в гибридный "Лексус".

 

[Солодовников Юра]

Михаил-Нск, вы вырываете фразы без учета контекста. Читайте: http://technoart.com.ua/articles/VEG.html и не морочьте мне голову, КПД всех составляющих учитывается. А еще лучше прочтите всю тему, возможно тогда сомнения на предмет того, что не один вы знакомы с азами чуть менее чем полностью у вас пропадут.

 

[Lev]

LEV, вы стебаетесь?
Сначала приближенно расчетно, поскольку под каждый конкретный ЛА с каждым конкретным двигателем необходимо проектировать свой винт. Если вас интересую методики расчета, то их несколько. Ни одна не дает достоверного результата, но пользоваться буду уже тем, что есть. А дальше испытания, измерения, выводы. КПД электродвигателя мне известен (для серьезных электромоторов фирма производитель дает графики), входная мощность на двигатели также известна (амперметр и вольтметр). Вертикальная и путевая скорости, взлетная масса и прочее известны и измеримы. Зная все эти параметры наверно не сложно определить КПД винта.  

 Не стебаюсь... И не пытаюсь Вас "заклевать", как чуть выше кто-то сказал в этой ветке... Просто пытаюсь понять Ваши мысли...
Вот в данном случае постановка задачи такова:
- Вам нужно поднять планер вместе с хозяином (200 кГ) с вертикальной скоростью 3 м/сек. Поскольку это планер, путевая скорость не интересует - она будет набираться за счет высоты положения... Следовательно, суть задачи сводится к следующему - какова необходимая мощность для вертикального взлета?
 Считается просто:
- необходимая мощность по закону сохранения энергии:
mgv=200*9.80655*3=5884 Дж/с =5.884 кВт...
Подъем осуществляется за счет воздушного винта с КПД =0.8,
тогда потребная мощность двигателя Р=5.884/0.8=7.36 кВт...
Все правильно?
 Примерно такой мощности стоит двигатель в шахте лифта, подымающий 4-5 человек...
 А вот создать аппарат вертикального взлета (пример - тот же вертолет) взлетным весом 200 кг, скороподъемностью 3м/сек и мощностью двигателя ниже порядка 40 кВт пока никому не удается... Хотя со всеми описанными Вами КПД там все в порядке...
  Интересная задача... Удастся Вам решить ее ( создать воздушный винт, который преобразует в энергию подъема 80 % мощности), по крайней мере благодарные форумчане (и не только) не поскупятся на угощение... И, кстати, для вашего планера еще один вариант использования - поскольку ВСЕ электрические машины обратимы, набрав высоту где-нибудь в термике вы сможете за счет снижения зарядить аккумулятор, затем снова набрать высоту в термике и т.д.  

 

[Михаил-Нск]

Читайте: http://technoart.com.ua/articles/VEG.html и не морочьте мне голову, КПД всех составляющих учитывается.

Да читал, читал... Как раз исходя из того какие вы закладывате КПД я и предлагал велосипед со всем набором - педали, генератор, акумулятор, двигатель, винт. Ну, не хотите велосипед, сделайте веломобиль (велоэлектровинто), благо проектов у вас много.

 

[Солодовников Юра]

Lev, не знаю как с обратимостью, скорее всего никак, потому как есть разница для винта, да и не факт, что получится так уж нормально скомпенсировать кабрирующий момент, кроме того не каждый электродвигатель хорошо работает как генератор. В общем с этим пока проблемы. Между вертолетом планером и лифтом есть очень много разницы, нестоит тут все под одну гребенку. Ваши расчеты для мощности не учитывают снижение планера, которое я пока закладываю равным 1 м/с (с поднятой штангой). Поэтому не 3 м/с, а 4 м/с, ну и мощность там порядка 10 кВт получается. Что касается возможно/ не возможно, то для этого достаточно посмотреть на существующие  мотопланера, Например тот же Ас-5м. У него для той же скороподъемности 3 м/с, хватает мощности 18,8 кВт (25 л.с.). При это взлетная масса у него 300 кг, диаметр винта 1200 мм (против 1500 у меня) и МАк 34 (против 40 у меня). Если мы предположим, что мы поставили на него винт с КПД 80%, а скорость снижения с поднятой СУ будем также считать 1 м/с, окажется, что ему необходимо 14,75 кВт, что не так уж сильно меньше 18,8 кВт. Потому как если вы внимательно посмотрите на винт Ас-5м, вам станет понятно, что ни о каком высоком КПД винта речи быть не может. Примерно так.

Михаил-Нск, достичь такого в преобразовании, передаче и накоплении энергии довольно сложно, тут вы правы. Фактически я взял лучше, чего только достигла на сегодня техника. Но невозможного здесь ничего нет. Что касается Лексуса, то тут все зависит от подхода. Для одного планера в отличие от крупносерийного производства можно вполне обойтись малой кровью. Прежде чем написать эти проценты КПД, я довольно долго мучал профессионалов электронщиков, по совместительству моделистов электролетчиков, да и сам смотрел на те же электродвигатели, контроллеры и пр.

 

[novak]

Привет экстремалам!
Ну что вы уперлись в эти злосчастные 3м/с? Ведь  не самолет же, а планер! Да и речь о взлете не идет вовсе...
Вполне достаточно отдышаться в горизонте минут 10, а там, глядишь, и термик попадется - вывезет!
Только интересно: сколько времени для этого надо истязать себя, крутя педали? :🙂

 

[Солодовников Юра]

Мы рассматриваем самый неблагоприятный случай, когда в надежде найти термик просадились ниже некуда. Понятно, что здравый смысл для удачного и безопасного полета необходим и что совсем не обязательно включать двигатель на полную мощность. В то же время при поднятой штанге довольно сильно падает качесвто, поэтому совсем не факт, что полет в горизонте самый удачный вариант.

В общем такое ограничение ресурсов вносит дополнительную неопределенность. И как поступить в той или иной ситуации должен решать сам пилот на свой страх и риск. Что касается того сколько крутить, то для отдачи мощности с ног 300 Вт для набора 1000 метров порядка 3-х часов, что уже было посчитано выше. Хотя в реальном полете скорее всего и 500 м метров хватит, а это уже порядка 1,5 часа.

При всей сложности и нескрываемой извращености идеи я все же считаю, что при нормальном исполнении получится очень забавный и занимательный спортивный снаряд. В крайнем случае просто очень хороший мотопланер🙂

 

[Nastevich Dmitry]

В крайнем случае просто очень хороший мотопланер  

Ну, да, педали с цепками, звездочки повыкидывать. Легче станет - полетит, а так интересно: крутить педали теоретически-ясно,  а на практике... обязательно вылезет то, чего здесь обсудить забыли... 😉

 

[Солодовников Юра]

Ну вылезет, решим. Меня больше не педали интересуют, про них лучше писать на велосипедный форум, а сам планер и те ограничения которые педали накладывают. Я уже говорил о низкой массе и высоком качестве, а вот как их достичь лучше, это наверно ближе по теме этого форума.

Итак но создать планер, который должен управляться без ног, т.е. одними руками, по условиям ТЗ. На планере есть источник энергии порядка 300 Вт, эту энергию мы накапливаем в аккумуляторы. Массу СУ и аккумуляторов, а также педалей, принимаем - 20 кг, масса пилота 80 кг. Взлетная масса 200 кг, МАк 40+. Нет ограничений по материалам и размаху. Нет ограничений по схеме и прочему.
Ваше мнение?

 

[novak]

Управление - не проблема!
Берем винный штопор так, чтобы червячек прошел между пальцами. Сажаем червячек в подшипники на верхнем конце обычной планерной ручки так, чтобы его ось была параллельна продольной оси аппарата.
На червячек крепим звездочку или шкивок, чтобы соединить его с рулем направления. Все. Усилия кисти вполне хватит. А другой рукой надо будет крепко вцепиться в специальную ручку на силовом шпангоуте фюзеляжа - иначе не видать нам Ваттов! :-X

Кстати о них. 300 Ватт лично мне (в молодости проезжал по 200км в день) никогда не выкрутить, даже если я всю свою способность мыслить переведу в физический напряг! Не верите - спросите у спортивных медиков и, если не трудно, то приведите ссылку. Интересно, а сколько весит средненькая мыслишка в Ваттах?

С 20-ю кг на аккумулятор - сомневаюсь. Немцы выпускают электролет
Silent AE1. Его веса 200/300кг. Итальянцы выпускают тот же планер но с ДВС Zanzottera MZ34, называют его они Silent OP. У них веса 165/270кг, естественно с полным баком. Если принять вес электромотора равным 10кг, то аккумулятор тянет кг на 75! И такой аккумулятор решает проблему автономного взлета и безопасной скороподъемности.

В остальном я не против. :-?

 

[Солодовников Юра]

Ну-ну, опять вы про педали. Я ж уже писал, что вполне нормально можно крутить на обычном приводе 150 Вт. При этом вы же сами сказали:

1. Кинематический КПД велосипедной передачи равен 60%(модуль синусоиды). За счет "кругового" педалирования выдающиеся спортсмены доводят его до 80%. Можно получить и 90%, если заменить вращательное движение педалй на возвратно-поступательное ( и наплевать на всяких выпендрежных японцев!).

Так вот я на обычных педалях, на довольно неудобном велоэргометре выдавал 150 Вт. Тут, думаю нет сомений?
Далее логика следующая: мои ноги при кручении велоэргометра только толкали педали, но не тянули их, потому как педали были обычные. Спортсмены утверждают, что с помощью контактных педалей мощность увеличивается в 1,3 раза при той же утомляемости. при чем это они объясняют не столько повышением КПД привода, сколько более полной работой мышц ноги во время педалирования. Значит в контактных педалях мощность будет уже не 150 Вт, а 150*1,3=195 Вт. Изменилось ли КПД привода? Не думаю. Именно поэтому я считаю возможным получить 300 Вт на идеальном приводе. А дабы закрыть этот вопрос в ближайшие несколько месяцев проведу эксперимент и все станет на свои места. Даже если действительно длительная мощность ограничевается только 150 Вт - на идеальном велоприводе это уже будет порядка 230 Вт, что тоже весьма не плохой результат.

Далее по аккумуляторам и электродвигателю. Хенрик приводил данные по эл. двигателю Плеттенберг Предейтор, у которого 10 кВт и весьма низкая масса. Что касается аккумов, то я приводил уже расчет для Ли-По - порядка 10 кг. так что не вижу проблем.

 

[novak]

Юра, а куда на Вашем велоэргометре подключался измеритель мощности, какое - эффективное или амплитудное значение Вашего усердия он измерял? И сколько времени Вы выдерживали означенный темп?

Ждать месяцы, пока Вы проведете следующие измерения не стоит. Вы, как инициатор, поищите соответствующую литературу и поведайте форуму выписки или хотя бы ссылки. 😡

 

[Солодовников Юра]

Обычный советский велоэргометр, не очень похожий на велосипед. Помоему там даже не было сидения, а вместо руля было 2 мягких подлокотника. Подключался он к какому-то электрическому тормозу, который при каденсе 65 тормозил с усилием 150 Вт. С этим усилием я крутил примерно пол часа. После чего померяли пульс, было примерно 120 ударов в минуту. Потом я попробовал крутить быстрее, при каденсе 75-80, при этом нагрузка стала соответствовать примерно 200 Вт. Покрутил минут 10 максимум, пульс был примерно 140. Субъективно из опыта езды на веле, нагрузку в 150 Вт я бы смог держать в течении нескольких часов, а нагрузку в 200 Вт не более 30-40 минут.

 

[Nastevich Dmitry]

Кстати о них. 300 Ватт лично мне (в молодости проезжал по 200км в день) никогда не выкрутить

Мой рекорд по 180 в день, не выкрутить 300 Ватт!
Либо планер изобретать СВЕРХЛЕГКИЙ... аккумуляторы по инопланетной технологии... управлять и кнопками, можно придумать... а вот педалировать....
Мне кажется, в приводимых расчетах, крутится одна запятая, которой пока никто не видит... а так, всё может быть...

 

[Михаил-Нск]

Вот нашел в просторах сети: Отдача по энергии — отношение количества энергии, отдаваемой при разряде аккумулятора, к количеству энергии, необходимой для заряда до первоначального состояния при определенных условиях. Отдача по энергии для кислотных аккумуляторов при обычных условиях эксплуатации равна 65, для щелочных 55—60 %.
Это раз.
При зарядке ток должен быть стабильным иначе потери при зарядке - нужен стабилизатор который тоже чего-то сожрет. Это два.
Генератор выдает свои 85-90% КПД только в узком диапазоне оборотов. Если обороты ниже или выше необходимых, то КПД падает до 30-40%. Это основная проблема (или одна из основных) ветроустановок. Это три.
Вот и крутите педали...

 

[Солодовников Юра]

Novak, про длительную нагрузку в 150 Вт на велоэргомтере, поищу, покажу.

Dimjan, 300 Вт, только на приводе близком к идеальному, выкручу или нет - будет понятно после эксперимента, к чему гадать?

Михаил-Нск, мы не рассматриваем свинцовокислотные аккумы.
Человек комфортно и длительно может также крутить педали только в узком диапозоне каденса, поэтому заточить генератор даже под 95% вполне реально.

 

[Солодовников Юра]

Вот про длительную нагрузкку, естественно в контактах:
http://www.adventuresofgreg.com/HPVMain.html
Если там же нажать на speed data, можно увидеть с какой скоростью движется каждое транспортное средство при мощности в 150 Вт. Наверняка вы сможете на моунтбайке держать по прямой среднюю скорость в 25 км/ч, у меня такая скорость получается даже на небольшой пресеченке с небольшим грузом без контактов. По прямой обычно 28-33 км/ч, быстрее некомфортно - повышеный каденс из-за малых ведущих звезд.