Ці можа электрычны рухавік забяспечвае такую ​​ж прадукцыйнасць, як рэактыўныя рухавікі на бягучым самалёце?

Я паглядзеў на розныя пытанні на гэтым сайце SE па гэтай тэме, але я сапраўды не знайшоў здавальняючы адказ. Некаторыя каментары тут адносна крутоўнага моманту і магутнасці ў электрычных рухавіках супраць бензінавых рухавікоў былі карысныя. Дадатковая інфармацыя таксама знайшла .

У аснове майго пытання з'яўляецца здагадка аб тым, што тэхналогія батарэі будзе значна рушыць ад таго, што камерцыйна цяпер даступны. Проста выкажам здагадку, што забеспячэнне электрарухавіка з дастатковай магутнасцю, не з'яўляецца праблемай, і што вага батарэі роўная паліва.

<Моцны> Ці можна пабудаваць рухавік электрычны самалёт, які дазволіў бы ток грамадзянскіх самалётаў і тыя ж магчымасці, як і рэактыўных рухавікоў, даступных сёння зрабіць?

30
Ill ваш вага батарэі спальвацца ў нябыт? Нават калі вы пара кожнае ўласцівасць паліўнай сістэмы/рухавіка мой фактычны авіялайнера атрымаць больш лёгкі некалькі тон/гадзіну
дададзена аўтар Luiz Fernando Penkal, крыніца
Калі выказаць здагадку, што гаворка ідзе пра толькі рухавікоў (і мы адораны прадукцыйнасць бясконцай батарэі) - адзінае, што я магу думаць, электрычныя рухавікі не могуць зрабіць фарсаж/паўторнага нагрэву. Аднак я лічу, вельмі мала <б> камерцыйны самалёт калі-небудзь прапаноўваў гэта.
дададзена аўтар Sergey Kudryavtsev, крыніца
Адна з праблем складаюцца ў назве: Турбовентиляторные/турбавінтавыя належаць на <я> турба механік, г.зн. паліва спальваюцца, выхлапныя газы выкарыстоўваюцца для прывада вала, які ў сваёй чаргі тарана больш паветра ў камеру згарання, што дазваляе больш ціск будаваць, павялічваючы магутнасць даступная. Уся канцэпцыя не будзе працаваць для электрычных рухавікоў, так як няма выхлапных газаў, каб працаваць і ціск не з'яўляецца (што) стаўленнем да эфектыўнасці рухавіка. Вы, верагодна, гледзячы на ​​«нармальных» пропеллер і абмежаванне хуткасці на некаторы час, калі я не выпускаць з-пад увагі спосаб кіраваць ня-турба вышэй звычайных хуткасцяў кручэння паветранага шрубы.
дададзена аўтар DevSolar, крыніца
Вы маеце на ўвазе нешта накшталт гэтага? scientificamerican.com/article/…
дададзена аўтар Dhayalan Pro, крыніца
Асноўная праблема тут законы тэрмадынамікі. Мяркуючы, што вы мелі батарэю, якая можа запитать эквівалент бруі, гэта будзе каштаваць больш паліва, каб зарадзіць батарэю, а затым выкарыстоўваць рэактыўнае паліва напрамую. Гэта праблема з электрамабілямі сёння.
дададзена аўтар jasonh, крыніца
Вы ўсё яшчэ павінны генераваць электрычнасць і перадаваць электрычнасць у машыне. Параўнайце кошт абагравання хаты з газавым супраць электрычнасці.
дададзена аўтар jasonh, крыніца
Не, @ user3344003, што гэта не праблема з электрамабілямі. Вы забываеце, што электрычны аўтамабіль прыкладна ў пяць разоў больш эфектыўна пры павароце захаваных ват-гадзін у рух як ДВС аўтамабіль. Такім чынам, нават калі ваш зарад/разрад эфектыўнасць туды-зваротна складае ўсяго 50% (і гэта на самай справе значна лепш, каля 80% ці больш) электрычны аўтамабіль будзе па-ранейшаму выкарыстоўваць менш ват-гадзін. Але ў самалёце маса батарэі значна горш праблема, таму што вы павінны ўвесь час марнаваць энергію, каб трымаць яго ў паветры. Захоўваючы электрычны аўтамабіль (і батарэю) коціцца па зямлі не так шмат нагрузкі.
дададзена аўтар Michael Bishop, крыніца
Я сцвярджаю, што вы не можаце проста handwave тэхналогіі батарэі прэч. Літый-іённыя батарэі забяспечваюць каля 250 Вт · ч/л і 350 Вт · ч/кг. Большасць нафтавых дыстылятаў (з бензіну на паліва для рэактыўных рухавікоў) каля 9000 Вт · г/л і 13500 Вт · г/кг. І ёсць важкія прычыны (напрыклад, яго атамную вагу і высокі палавіннай патэнцыял рэакцыі), чаму мы наўрад ці лепш, чым літый.
дададзена аўтар Michael Bishop, крыніца
Дзякуй за ваш каментар. Так, я пытаюся толькі пра рухавік (і плоскасці) магчымасцях. Мне было цікава, калі ёсць якая-небудзь прыроджаныя характарыстыкі, якія робяць электрарухавікі непадыходныя для выкарыстання ў якасці авіяцыйных рухавікоў?
дададзена аўтар Ashley Davies, крыніца
Калі вы выкарыстоўваеце электрычны рухавік, ён не будзе ТРДД, а хутчэй вентылятара ў кальцавым абцякальніку. Сучасныя самалёты маюць ядро ​​газатурбіннага рухавіка з вялікімі перепускного вентылятарамі навакольнымі. Электрарухавік будзе замяніць ўвесь стрыжань турбіны, так што вы пакінулі з канальным вентылятарам.
дададзена аўтар Fabio Silva, крыніца
@DevSolar я выказаў здагадку бы, што абцякальнік вентылятар не будзе мець той жа абмежаванне хуткасці, што турбавінтавы вопыт. Я маю на ўвазе нешта падобнае на высокай абыходных ТРДД, але з электрычным стрыжнем. Я не эксперт, але мне здаецца падобны на мяне.
дададзена аўтар Fabio Silva, крыніца

10 адказы

Пакуль не.

Для таго, каб паглядзець на самалёце сярэдняй далёкасці, давайце будаваць рухавік на CFM56 або IAE V2500 . Гэтыя рухавікі вырабляюць ад 100 да 150 кн статычнай цягі. У круіз, іх цяга значна ніжэй з-за нізкага шчыльнасць крэйсерскай вышыні і з іх рухаецца Маха 0,8. Давайце выкарыстоўваць значэнне 25 кн - гэта дастаткова для таго, што два з іх зручна выпхнуць A320 клас планёр праз разрэджанае паветра на вышыню.

Магутнасці, каб вырабіць такую ​​колькасць цягі ў раз сіла хуткасці. Хуткасць пры палёце з Mach 0.8 ў 35.000 футаў складае 240 м/с, так што энергія, якая вырабляецца адным рухавіком складае 6,0 МВт. Цяпер давайце глядзець, як вялікі і цяжкі электрычны рухавік павінен будзе вырабляць 6 МВт бесперапынна. Як вы можаце бачыць з звязанай старонкі Вікіпедыі, вынікі паўсюль. Вялікія прамысловыя рухавікі бываюць менш за 1 кВт/кг, так што наш рухавік будзе важыць больш за 6 тон. Меншыя рухавікі для электрычных самалётаў штурхаюць 10 кВт/кг, суадносіны магутнасці да вагі GE90 турбовентиляторного , але страціць частку, што пры маштабаванне да памеру. Памятаеце, што нават пры 98% эфектыўнасці рухавіка будзе генераваць 120 кВт цяпла - гэта павінна быць выдаленае, і працуе ў тонкім паветры не зрабіць гэта лёгка.

З улікам сучасных тэхналогій рухавік можа дасягнуць, можа быць ад 2 да 3 кВт/кг - гэта азначае, што рухавік ваджэння наш гіпатэтычны рухавік прыходзіць на 2 да 3 тон. Дадайце да гэтага вентылятару і абцякальнікі рэактыўнага рухавіка (мы не будзем мець патрэбу ў частцы высокага ціску і ўсё турбіна), але ў два раз вагі вентылятара, таму што мы павінны кампенсаваць якая адсутнічае асноўны паток высокай энергіі. Гэта можа быць, вага 50% ад CFM56/V2500, таму нам трэба дадаць яшчэ 1,2 тоны.

Электрарухавік будзе удвая цяжэй частак ён замяняе. Існуе яшчэ некаторая праца, каб зрабіць, перш чым ён можа атрымаць перавагу ў параўнанні з сучаснымі рэактыўнымі рухавікамі, але ў яго ёсць патэнцыял, таму што ён не скідае палову энэргіі, якая падводзіцца да яго за борт у гарачым, хутка рухаюцца, шумным струмені газу.


EDIT:

Паколькі так шмат людзей захапіцца мяне апускаючы аспект шчыльнасці энергіі электрычнага руху, нягледзячы на ​​тое, пытанне ж відавочна жадае, каб пакінуць гэта, тут <моцны> два рэчы, каб разгледзець. Шчыльнасць энергіі толькі палова праблем электрычнага захоўвання.

    <Літый> шчыльнасць энергіі ў рэактыўнага паліва складае каля 43 МДж/кг, у той час як палімер літый батарэі дасягнуць нават не адзін МДж/кг. Але гэта параўнанне лінейнае мысленне - рэальна, ток будзе вырабляцца альбо шляхам камбінацыі турбіннага генератара высокай эфектыўнасці, або на паліўных элементах, гарэнне вадароду ў два разы эфектыўнасць звычайнага рэактыўнага рухавіка. Так як вадарод пакеты 142 МДж на кілаграм, у два разы перавышае ККД электрычнага авіялайнера спатрэбіцца ўсяго 162 кг вадароду на кожную тону газы ў звычайным самалёце. Так, я ведаю, нават тады яго аб'ём па-ранейшаму будзе праблемай.
  1. Калі які-небудзь форме батарэй выкарыстоўваецца той факт, што расфуфыраныя батарэі важаць столькі ж, колькі і поўныя, гэта апошні цвік у труну з батарэйны харчаваннем палёту. У той час як вашыя сярэднія дальнабойныя бруі зямлі на 60% ад узлётнай вагі , батарэйныя харчаванне бруі павінны былі б schlepp тых цяжкіх батарэй аж да канчатковага пункта прызначэння. Для таго, каб быць канкурэнтаздольнымі, гэтыя гіпатэтычныя батарэі павінны былі б мець <моцны> двойчы шчыльнасць энергіі газы.
33
дададзена
@sanchises Паспрабуйце якое ахоплівае квадратны метр у высакаякасных працэсарах працуюць з поўнай нагрузкай і паглядзець, наколькі добра працуе паветранае астуджэнне. :)
дададзена аўтар pauldoo, крыніца
@sanchises Ах, я прапусціў сярэднюю частку. Тым не менш, я бы заклад, вы будзеце мець праблемы нават з такім патокам паветра, асабліва пры атмасферным ціску, дзе лайнеры лётаюць (ад 1/3 да 1/4 значэнняў узроўню мора).
дададзена аўтар pauldoo, крыніца
@FreeMan На самай справе, вага ўсё яшчэ з'яўляецца праблемай, нават калі выказаць здагадку, што ён роўны. Глядзіце мой адказ. Хоць, вядома, вы маеце рацыю, што гэта аналіз таго, што гэтыя вагі будуць не патрэбен, так як гэта прынята лічыць.
дададзена аўтар pauldoo, крыніца
Не ведаю, да сённяшняга дня, што «schlepp» таксама існуе на англійскай мове: *)
дададзена аўтар Nathan Fellman, крыніца
Добрыя каментары па гэтым пытанні, Піцер. Ды галоўная праблема заключаецца ў вазе рухавікоў, а таксама шчыльнасці энергіі бягучай тэхналогіі батарэі. Адна з ідэй, можа быць выкарыстанне хімічных паліваў тым, што кормяць паліўных элементаў, і з дапамогай залішняга цяпла ад клетак і рухавік для павелічэння Энтальпія паветра з вентылятара ў кальцавым абцякальніку ў сопла, ствараючы дадатковую рэактыўную цягу. Гэта проста канцэпцыя, і я не зрабіў карэньчык вылічэнні абгінаючай, каб убачыць, калі агульная вага рухавіка, паліўны элемент, цеплаабменнік і г.д. будзе лягчэй, чым існуючыя рэактыўных рухавікоў.
дададзена аўтар Tsahi Levent-Levi, крыніца
Гэты аналіз не ўлічвае вага крыніцы харчавання для электрычнай плоскасці ў адносінах да масы паліва для самалёта.
дададзена аўтар Richard Morgan, крыніца
<Я> «электрычны рухавік павінен быць вырабляць 6 МВт бесперапынна.» Вы мяркуеце, што рэактыўныя рухавікі працуюць на 100% газу на працягу ўсяго палёту? Электрарухавікі могуць вытрымліваць высокую магутнасць з перапынкамі (гэта значыць, падчас узлёту), чым іх намінальным магутнасці, калі яны прызначаны для гэтага. Там не можа быць добрыя прыклады камерцыйна даступныя, але як рэактыўныя рухавікі электрычны рухавік самалёта абавязкова быць настроены для прыкладання, і вы, верагодна, варта шукаць матор дзесьці бліжэй да крэйсерскай магутнасці, чым максімальная магутнасць.
дададзена аўтар Craig, крыніца
Любое паліва на аснове выпрацоўкі электраэнергіі звяло б на кропку электрарухавіка. Вы можаце так жа лёгка падачы вадароду ў ДВС ці рэактыўны рухавік (ці неба барані, ракетны рухавік).
дададзена аўтар ruds, крыніца
«Памятаеце, што нават пры 98% эфектыўнасці электрарухавік генеруе 120 кВт цяпла - гэта павінна быць выдаленае, і працуе ў паветры не зрабіць гэта лёгка.» Тым не менш, рэактыўны рухавік ўдаецца выдаліць значна больш цяпла ў той жа атмасферы. Магчыма, вы маглі б прымацаваць нейкі электрычны вентылятар на электрычны вентылятар для астуджэння .... Funnily дастаткова 98% знаходзіцца ў дыяпазоне ад мяжы эфектыўнасці Карно (пры ўмове, што паветра не вадкі азот і рухавік працуе пад тэмпература плаўлення вальфраму).
дададзена аўтар ruds, крыніца
@kert: Так як вы на самой справе не чытаць тое, што вы звязаныя з: Гэта праекцыя з выкарыстаннем некаторых гераічных здагадак. Калі ласка, звярніце ўвагу, што я казаў пра стан мастацтва. Дробныя скручаныя MgB $ _2 $ проста яшчэ не тут, выдаваць жаданае за сапраўднае НАСА nonwithstanding. Гаворка ідзе пра бягучы самалёце, а не прапаганда NASA прыдумалі павялічыць фінансаванне.
дададзена аўтар Peter Kämpf, крыніца
@kert: Дзякуй за інфармацыю! Я адказаў на пытанне з бягучым веданнем адзін год таму, і калі ўлічыць, што магутнасць рухавіка «у пяць разоў больш, чым параўнальных прывадных сістэм» ( крыніца ) адказ амаль прароцкімі. Каэфіцыенты больш эфектныя магутнасць/вага магчымыя толькі з меншымі рухавікамі; як толькі вы маштабавацца да авіялайнераў лускавінак, 8 або 10 па-ранейшаму немагчыма.
дададзена аўтар Peter Kämpf, крыніца
@GabrielVince: Рухавік Prius складае 1,37 кВт/кг. Ён пабудаваны для нізкага вагі - гэта рухавік аўтамабіля, а не стацыянарны рухавік прамысловасці. Я выказаў меркаванне, 2 - 3 кВт/кг, добра ведаючы, што вага прэміі ў самалёце, але з улікам сучасных тэхналогій, вы не атрымаеце лепш, чым гэта. У рэшце рэшт, гэты рухавік павінен быць сертыфікаваны як і любы іншы кампанент на борце паветранага судна. Чым будзе адрознівацца для Формулы 1, але мы па-ранейшаму глядзім на грамадзянскай авіяцыі тут.
дададзена аўтар Peter Kämpf, крыніца
@RussellBorogove: Калі ласка, прачытайце пытанне. І зразумець гэта.
дададзена аўтар Peter Kämpf, крыніца
@Aron: Не абавязкова. Калі параўнаць эфектыўнасць паліўных элементаў плюс электраматораў, што з газавай турбіны, паліўны элемент выйграе рукі ўніз.
дададзена аўтар Peter Kämpf, крыніца
@CarloFelicione: Я згодны, паліўныя элементы могуць быць варыянтам. Іх вага які дайшоў зусім няшмат на працягу апошніх 20 гадоў, але яны павінны скараціцца яшчэ на парадак, каб быць наперадзе ўсіх іншых варыянтаў.
дададзена аўтар Peter Kämpf, крыніца
@AdamDavis Звярніце ўвагу, што мой нумар 6MW ўжо для круізу. Пры ўзлёце, расход паліва і цягі нашмат вышэй. Так, і я мяркую, што рэактыўныя рухавікі бягуць на 100% дроселем, або блізка да яго. Яны робяць гэта, каб мець магчымасць лятаць як мага вышэй, у мэтах павышэння эфектыўнасці.
дададзена аўтар Peter Kämpf, крыніца
@BrockAdams Наколькі я ведаю, вадарод у дырыжабля патрабуецца не нашмат больш, чым лёгкі мяшок синюги . І ён усё яшчэ ўтрымлівае паміж 120 і 142 МДж на кг патэнцыйнай энергіі. Калі ласка, растлумачце, што гэта так чароўна аб дырыжабля. Яны сапраўды існуюць!
дададзена аўтар Peter Kämpf, крыніца
@lexeter Я не думаю, што будзе такі вялікай праблемай. Я пабег лічбы і цеплавыдзяленне (вымяраецца у Вт/м) будзе ўжо менш, чым сярэдняя цеплавыдзялення CPU, калі ваш рухавік меў толькі 1m² плошчы знешняй паверхні, даступную. Нягледзячы на ​​тое, што з'яўляецца праблемай для аўтамабільных ужыванняў, дзе вялікі запас халоднага паветра для гэтага спатрэбіцца, вялікая, непрыгожая саўка, гэта, магчыма, менш праблем, для чаго-то, што будзе ў асноўным ўяўляць сабой гіганцкі настольны вентылятар.
дададзена аўтар Guido Kanschat, крыніца
@lexeter Не саромейцеся сумнявацца мае вылічэнні сілы ;-) І я не разлічыць фактычную тэмпературу рухавіка, толькі велічыню парадку з-. Калі вы сапраўды зацікаўлены, старонка кнігі кнігі 950+ я на ёй (Асновы цеплаабмену, F.Incropera і інш) з'яўляецца добрым пачаткам.
дададзена аўтар Guido Kanschat, крыніца
@reirab Я адмыслова сказаў 'сярэдні' працэсар (45W/269mm²). Па-другое, паспрабуйце астуджэння, што квадратны метр з 900 км/г -50 ° C паветранага патоку - даволі адрозненне ад кулера (нават высокага класа).
дададзена аўтар Guido Kanschat, крыніца
@RussellBorogove ад пытання Проста прадставіць, што забеспячэнне электрарухавіка з дастатковай магутнасцю, не з'яўляецца праблема, і што вага батарэі роўны паліву. Ніякага аналізу вагі крыніцы харчавання не патрабуецца для <я> этще пытанне.
дададзена аўтар FreeMan, крыніца
Вадарод ня пакет 142 МДж на кілаграм. Гэта патрабуе магічнага кантэйнера, які ніколі не будзе існаваць. Вадарод патрабуе надзвычай цяжкіх танкаў пад ціскам і/або вельмі цяжкія КРЫЯ сістэмы з аб'ёмістым/цяжкай ізаляцыі і/або нізкія кампазітныя ёмістасці пад ціскам, якія манапалізацыі аб'ём паветраных судоў і маюць захоўвання і абледзянення праблемы. ... Існуе прычына, што, нягледзячы на ​​шматлікія спробы, самалёт вадароду застаецца: рэдка, завышаны, і недастаткова эфектыўна.
дададзена аўтар Daan, крыніца
@ PeterKämpf, што дырыжабль было вельмі шмат бензабакаў для «вадароднай энергіі» рамяству. Тым не менш Вікіпедыя кажа, што гэта можа пайсці 100 гадзін на вадародзе (але спасылаецца на крыніцу, які кажа, што няма такой рэчы). ... Нават калі б гэта было праўдай, вы заўважыце, што прадукцыйнасць сістэмы проста <я> skosh ніжэй рэактыўных самалётаў працуе, на пытанне.
дададзена аўтар Daan, крыніца
@ PeterKämpf, zepplins не былi <я> харчаванне вадародам (яны выкарыстоўвалі бензін або дызельнае паліва). Калі б яны былі, то іх дыяпазон б толькі некалькі міль. (На самай справе значна менш, бо яны амаль адразу губляюць плавучасць і завісання.) На зямлі, вы не можаце выкарыстоўваць вадарод для прывядзення ў рух у любым месцы каля 120 МДж/кг з-за абсталявання, неабходнага для яе захоўвання.
дададзена аўтар Daan, крыніца
ТРДД атрымалася рассеяць цэлы шмат цяпла ад ядра. Не ўсе гэта выходзіць з выхлапной. Я не ведаю, калі гэта эквівалентна
дададзена аўтар TomMcW, крыніца
Шчыльнасць энергіі вадародных паліўных элементаў з'яўляецца нікчэмнай. Сто разоў, што даступна, але не выкарыстоўваецца для іншых мэтаў.
дададзена аўтар mkennedy, крыніца
@sanchises Дзякуй бегавых нумароў! Я не сумняваючыся вашыя вылічэнні звышдзяржаў але калі ўлічыць паніжаную шчыльнасць паветра на вышыні? Хоць я мяркую, што ў той час як разрэджанае паветра ўскладняе для рассейвання цяпла, што таксама вельмі халодная, у сваю чаргу павінна дапамагчы. Паняцця не маю, аднак, які з гэтых двух не мае большы ўплыў. Верагодна, не так лёгка адказаць, бо гэта залежыць ад шматлікіх фактараў.
дададзена аўтар Ashley Davies, крыніца
Дзякуй за ваш адказ - менавіта тое, што я шукаў. Адзін аспект, які я не чакаў, была праблема адводу цяпла, які выдаткоўваецца электрарухавікоў, вельмі цікава.
дададзена аўтар Ashley Davies, крыніца
@ PeterKämpf У цяперашні час электроліз складае каля ~ 60% больш эфектыўна, хоць. Такім чынам, вы будзеце мець патрэбу прыкладна тую ж энергію, што б паставіць на батарэі ў самалёце, у любым выпадку. Розніца ў кошце за паездку блізкая да нуля. І гэта не лічачы таго, каб мець справу з вельмі згубнай малекулы вадароду, якія вы альбо будзеце мець у крыягеннай і дарагім для апрацоўкі/захоўвання вадкіх або газу з аб'ёмам больш, чым у батарэй. Так як павелічэнне шчыльнасці энергіі батарэй здаецца непазбежным, што ў асноўным звязана са зніжэннем выдаткаў на баку батарэі.
дададзена аўтар Jason Mercurio, крыніца
@ PeterKämpf Давайце выкажам здагадку, што батарэі складаюць 75% ад вагі плоскасці в @ будучай кошту 500 Вт · ч/кг = 1,8 МДж/кг. Тады я разлічваць на тое ж акумулявання энергіі, вадароду + захоўванне + паліўных элементаў для таго ж самага планёра і г.д. б да ~ 10% ад вагі самалёта, калі яны 80% больш эфектыўна. Калі індуктыўны супраціў прыкладна паловы перацягнуць на самалёце ў корпусе батарэі, то індуктыўны супраціў ўразаецца да ~ 10% ад корпуса батарэі, але давайце назавем яго нуль. Такім чынам, для паліўных элементаў, гэта значыць палова лабавога супраціву корпуса батарэі і палова спажыванай магутнасці.
дададзена аўтар Jason Mercurio, крыніца
Рухавікі вы згаданыя пабудаваныя на трываласць і вытрымліваць некаторыя даволі бурную няправільнага звароту. Ніхто не прасіў іх быць лёгкім :) Так што на самой справе ёсць яшчэ дарога наперад, каб палепшыць weght/харчавання рацыён :)
дададзена аўтар Matthew Whited, крыніца
Няма я прачытаў гэта, і іншыя матэрыялы таксама. Тая ж група даследчыкаў у супрацоўніцтве з AFRL зрабіла працу рухавікі з HTS на 8 кВт/кг да, яго спасылка ў вялікай колькасці іншых даследаванняў. Падваенне, што дасягненне на бліжэйшую перспектыву гарызонце, і> 40 кВт/кг мадэлюецца, без якіх-небудзь прынцыповых абмежаванняў.
дададзена аўтар user21948, крыніца
<Я> З улікам сучаснымі тэхналогіямі рухавік можа дасягнуць, могуць быць ад 2 да 3 кВт/кг Існуючыя рухавікі на электрычных шрубавых самалётах дасягнуць 5кВт/кг, на Siemens Extra 330LE. звышправодныя рухавікі высокатэмпературныя прадэманстраваны на ~ 8 кВт/кг, з добрымі перспектывамі адбываецца прыкладна ў два разы вышэй, вельмі хутка.
дададзена аўтар user21948, крыніца
На самай справе, НАСА мае канструкцыю для 41kW/кг у 12 мегавата маштабе. Высокатэмпературныя звышправаднікі. См ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi .ntrs.nasa.gov/20150023038.pd & ZWNJ; е
дададзена аўтар user21948, крыніца

Рухавікі вялікія, як яны ёсць. Электрарухавікі могуць быць хуткімі, магутнымі і эфектыўнымі. Я бачу дзве праблемы:

Па-першае - сама колькасць энергіі, што спажываецца ў камерцыйных самалётаў. З адным рухавіком выдачы 200KN вам патрэбен невялікі сілавую ўстаноўку, прымацаваную да паветранага судна. Нават батарэі будуць 100% эфектыўнымі і могуць захоўваць дастаткова энергіі, вам трэба спальваць большую колькасць паліва, каб зарадзіць іх (вам спатрэбіцца ШМАТ альтэрнатыўных крыніцы энергіі, каб адпавядаць энергіі выдаецца).

Па-другое - гэта ўсё аб шчыльнасці энергіі. Рэактыўнае паліва, якое мае 34 МДж/л, батарэі, якія маюць да 120 Вт · ч/кг = 0.36MJ/кг (у адпаведнасці з гэты сайт ). Так што вам трэба больш, чым больш 100x прастору для захоўвання таго ж колькасці энергіі.

Проста пошук «электрычны самалёт», і вы атрымаеце спіс у асноўным невялікіх, звышлёгкіх або самастойна propeled планёраў, дзе яны не павінны несці шмат энергіі з ёй.

13
дададзена
@abligh Сучасныя караблі з ядзернымі рухавікамі належаць і кіруюцца вайскоўцамі. Яны маюць веды для апрацоўкі дзеліцца матэрыялу належным чынам і, магчыма, больш важна тое, што зброя, каб абараніць яго. Што тычыцца зліцця, то, не існуе якіх-небудзь бягучых тэрмаядзерныя рэактары, якія вырабляюць чысты выхад энергіі, мелкасерыйная ці іншым чынам. Fusion ўлада была «дзесяцігоддзе ці два прэч», па меншай меры, у 1940-х гадах.
дададзена аўтар pauldoo, крыніца
@abligh Вы кажаце, вашы інжынерныя адбіўныя лепш, чым абодва з двух самых перадавых вайскоўцаў у свеце? Таму што ні ўдалося прымусіць яго працаваць.
дададзена аўтар ruds, крыніца
@abligh Не, на самай справе гэта не так. Праблема прастору проста. Ядзерныя рэактары радыёактыўныя. Людзі і радыеактыўнасць не змешваюцца. Экранаванне цяжкае (навуковы факт, што яны павінны быць, каб мець вялікае папярочны перасек). Цяжкія самалёты не лятаюць [правіць]. Не зразумейце мяне пачаўся з нейтронных выпраменьваннем і зліццём.
дададзена аўтар ruds, крыніца
@abligh таксама людзі, як правіла, пачынаюць нервавацца, калі вы будуеце атамныя рэактары, дзе можа з'явіцца масіўны агністы шар (гл Чарнобылі, Фукусіме і Виндскейл).
дададзена аўтар ruds, крыніца
Вы патрапілі ў самую галаву @GabrielVince, гэта ўсё аб шчыльнасці энергіі. лепшая тэхналогія батарэі ў бягучым развіцці каля 5-7 раз у літый-іённы акумулятар, але гэта па-ранейшаму кволы у параўнанні з вуглевадароднай паліва. Нават выбуховыя рэчывы не адпавядаюць іх шчыльнасці - C4 мае толькі 6,3 МДж/кг!
дададзена аўтар GdD, крыніца
«Можна было б паставіць невялікую атамную электрастанцыю на борце» - калі ў вас ёсць атамная электрастанцыя, вы можаце выкарыстоўваць цяпло ад непасрэдна: en.wikipedia.org/wiki/Nuclear-powered_aircraft
дададзена аўтар Adrian Godong, крыніца
Электрарухавікі не павінны атрымаць усю сваю энергію ад батарэй. Можна было б паставіць невялікую атамную электрастанцыю на борце (магчыма, не выдатная ідэя, калі гэта дзяленне, але калі выказаць здагадку, у нейкі момант дробнамаштабным зьлітыя расліны магчымасць ...). Перад тым, як высмейваць гэта занадта шмат, памятаю, як людзі казалі тое ж самае пра атамных падводных караблях/падводных лодках.
дададзена аўтар Bigood, крыніца
@reirab я згодны. Але OP не абмяжоўвае сваё пытанне грамадзянскіх самалётаў. Таксама OP набывае тэхналогія батарэі прасоўваецца надзвычай, так што гэта не разумна выказаць здагадку зліццё тэхналогій прасоўваецца надзвычай ў той жа час. Я думаю, што аргументы паўторна вага рухавіка больш дарэчныя, чым пра крыніцы харчавання. Магчыма ядзерную харчаванне самалёт будзе больш эфектыўнай сістэмай, заснаванай турбіны, чым ісці да электрычнасці і назад.
дададзена аўтар Bigood, крыніца
@Aron няма, я не сказаў, <я> I мог прымусіць яго працаваць. Але навукоўцы выкліканне маглі б зрабіць што-то ў бліжэйшыя 20 гадоў яны не змаглі зрабіць за 60 гадоў таму, здаецца разумным.
дададзена аўтар Bigood, крыніца
@GdD на самай справе, як правіла, выбуховыя рэчывы не вельмі добрыя крамы энергіі наогул. Яны робяць іх імя не захоўваць шмат энергіі, але іх здольнасць дазволіць усё, што энергія губляе ў дзіўна кароткі перыяд часу.
дададзена аўтар Cort Ammon, крыніца
Дзякуй за ваш адказ. Як ужо згадвалася ў маім пытанні я ў курсе праблем тэхналогіі батарэі. Мне было цікава, калі ёсць якая-небудзь прыроджаныя характарыстыкі, якія робяць электрарухавікі непадыходныя для выкарыстання ў якасці авіяцыйных рухавікоў. Першы абзац вашага адказу паказвае на тое, што гэта не так, і мы маглі б пабудаваць электрарухавікі з тымі ж магчымасцямі, як ТРДД - адзіная (праўда велізарная) праблема пастаўляе гэтыя электрарухавікі з дастатковай колькасцю энергіі.
дададзена аўтар Ashley Davies, крыніца
І - не забудзьцеся аварыі самалётаў - некалькі кожны год :) Вы не жадаеце мець і збіты няспраўныя ядзерныя сілавую ўстаноўку ў вашым садзе
дададзена аўтар Matthew Whited, крыніца

Існуе адзін важны недахоп, што батарэі заўсёды параўноўваюць з спальваннем паліва для авіяцыйнага руху: вага застаецца сталым. Авіялайнеры (асабліва тыя, якія выкарыстоўваюцца для далёкіх пералётаў) выпаліць вялікі адсотак іх ўзлётнай масы на працягу палёту. Батарэі, аднак, захоўваюць сваю першапачатковую масу пастаянна. Гэта з'яўляецца праблемай для цэлага шэрагу прычын:

  1. Найбольш відавочнай прычынай гэтага з'яўляецца праблема складаецца ў тым, што патрабуецца больш энергіі для палёту. Нават калі вы атрымліваеце акумулятар, які мае роўную шчыльнасць энергіі на паліва для рэактыўных рухавікоў, а таксама стабільныя (якія мы ў цяперашні час даволі далёка ад,) самалёт павінен будзе несці ўсю масу батарэй на працягу ўсяго часу палёту. Такім чынам, як палёт працягваецца, значна больш энергіі будзе выкарыстоўвацца на мілю на батарэйках палёту, чым на паліва з харчаваннем ад аднаго, нават калі батарэі маюць тую ж шчыльнасць энергіі ў якасці паліва. Гэта таксама азначае, што нават больш батарэі маса будзе неабходная для таго ж дыяпазону, так як гэта патрабаванне дадатковай энергіі павінна зыходзіць ад батарэй.

  2. Іншы вялікай праблемай з'яўляецца максімальны пасадачны вагу. Многія авіялайнеры не прызначаныя, каб быць у стане прызямліцца на максімальнай узлётнай масе проста таму, што ён не патрэбны. Гэта адна з прычын, чаму паліва часам неабходна зліць або спальваецца да таго самалёта, які сутыкаецца з праблемай пасля ўзлёту можа зноў прызямліцца. Тым не менш, з батарэямі, вы ўсё яшчэ будзеце на ўзлётным вазе, калі вы пасадку, што азначае, што вы будзеце мець патрэбу ў моцнай шасі і шыны, што азначае яшчэ большую вагу і кошт дызайн/вытворчасць. Гэта таксама азначае, што вы будзеце пасадкі хутчэй (з-за лішняга вагі,) так што вам трэба больш даўжыні узлётна-пасадачнай паласы на зямлю, а таксама маюць патрэбу ў тормазы, якія могуць паглынаць больш энергіі. Кінэтычная энергія самалёта роўная палове яго масе, памножанай яго хуткасць у квадраце, так што энергія, якая павінна быць паглынута тармазоў падчас пасадкі рэзка ўзрастае, як пасадачная маса і хуткасць павялічваецца.

  3. Некалькі менш важным, але па-ранейшаму сур'ёзнай праблемай з'яўляецца больш пакаранне ВПП паверхняў. З самалётамі ў цяперашні час пасадкі паблізу іх МВМ, узлётна-пасадкавыя паласы паверхня будзе пашкоджана больш хутка і патрэбна будзе замяняцца часцей і/або прызначана для вялікіх нагрузак, чым цяпер. Гэта таксама, верагодна, азначае, што самалёт не зможа атрымаць доступ да так шмат узлётна-пасадачных палос, як у адваротным выпадку эквівалентнага авіяцыйнага паліва рухавіком будзе мець магчымасць выкарыстоўваць да тых узлётна-пасадкавыя паласы былі ўмацаваныя.

Вядома, вы маглі б пачаць адкідаючы элементы батарэі, як яны знясіленыя, але гэта таксама (відавочна) мае шмат праблем:

  1. Для таго, каб знясіліць некаторыя цеста клеткі хутчэй, чым іншыя, вы не зможаце выкарыстоўваць усе клеткі паралельна, што будзе азначаць больш высокія ўзроўні магутнасці адмалёўкі на клетку (і, такім чынам, больш цяпла, выраблянага на адзінку раз у актыўную вочка, і г.д.).

  2. Вам трэба спраектаваць самалёт, каб мець магчымасць выкідваць клеткі бяспечна. Гэта выканальна, але запатрабуе шмат дадатковых выдаткаў у галіне дызайну намаганняў і лішнім вазе.

  3. Эколагі не будуць занадта шчаслівыя, калі вы пачынаеце падаць велізарныя батарэі паўсюль. Ні волі уласнікаў. Існуючыя хімічныя батарэі ўжо даволі з'едлівыя і хімія батарэі з шчыльнасцю энергіі Jet-A, верагодна, будзе яшчэ больш каразійных, няўстойлівыя, і ў адваротным выпадку дрэнна тое, што ён упаў на.

11
дададзена
@lexeter Мы можам пабудаваць больш моцныя узлётна-пасадкавыя паласы зараз, гэта проста больш дарагі і не адбудзецца ў раптоўна. Аэрапорты будуць мець значны попыт на яго, перш чым яны робяць інвестыцыі, асабліва ў выпадку аэрапортаў, дзе закрыццё узлётна-пасадачнай паласы ўніз адрадзіцца выклікае сур'ёзныя галаўныя болі руху падчас будаўніцтва.
дададзена аўтар pauldoo, крыніца
@Mark Хм ... Хоць Вікі заўсёды павінны быць прыняты з зернем солі, ён сцвярджае, што 40-60 % тыпова , перш чым разглядаць страты пры пераўтварэнні электрычнасці ў рух. Акрамя таго, як я ўжо казаў раней, гэта не вельмі актуальна, бо гаворка ідзе пра батарэях, а не паліўныя элементаў.
дададзена аўтар pauldoo, крыніца
@sanchises пытанне было спецыяльна пытацца пра батарэях. Акрамя таго, чаму б выкарыстоўваць электрычны вентылятар з паліўнымі элементамі замест таго, каб проста спальваючы паліва непасрэдна ў рухавіку, каб пачаць? Апошняе амаль напэўна больш эфектыўным, не кажучы ўжо пра менш складаным у распрацоўцы і абслугоўванні.
дададзена аўтар pauldoo, крыніца
@reirab, паліўны элемент набліжаецца да 100% эфектыўнасці пры тачэнні хімічнай энергіі ў электрычнасць. Гарэнне ў лепшым выпадку каля 40% больш эфектыўна.
дададзена аўтар Peter Shor, крыніца
Як наконт паліўных элементаў? :)
дададзена аўтар Guido Kanschat, крыніца
Дзякуй. Я ведаў, 1 і 2, але не 3. Дадае цікавую перспектыву; Я паняцця не маю, што выдаткі для шліфоўкі або узмоцненай канструкцыі узлётна-пасадачнай паласы можа быць. Тым не менш, я думаю, што калі наша цывілізацыя пачалася з выкарыстаннем электрычных пасажырскіх самалётаў стымул развіваць больш моцныя узлётна-пасадачных палос будзе дастаткова вялікім, каб хто-небудзь прыдумаць рашэнне для гэтай канкрэтнай задачы (напрыклад, танны новы супер-моцны асфальт формула).
дададзена аўтар Ashley Davies, крыніца

Усе каментары вельмі дакладна і ў сіле. Я хацеў бы толькі дадаць, што Siemens зрабіў і палёт выпрабаваны самалёт рухавік 260kW с/кг магутнасці 5кВт да вагі адмыслова для аднаго тыпу рухавіка ДВС паветраных судоў і лічыць, што канструкцыя з'яўляецца маштабуецца такім чынам, што 100 мясцовыя рэгіянальныя серыі гібрыды могуць быць рэальнасць у бліжэйшы час. Важна адзначыць, што гібрыды вырашэння пытанняў шчыльнасці энергіі батарэі, а таксама ўзлёт супраць пасадкі масы і электрарухавікі значна павысіць бяспеку за (рухавікі ўнутранага згарання) звычайных МКО

3
дададзена
Прывітанне і дабро запрашаем у Aviation.SE. Дзякуй за добры першы адказ. Даданне спасылкі на гэты адказ будзе зрабіць яго яшчэ лепш.
дададзена аўтар Simon, крыніца
Вось спасылка на сайт кампаніі Siemens адносна згаданага рухавіка самалёта і яго выкарыстання ў якасці дадатковай 330LE пілатажнай самалёта. siemens.com/ націсніце/о/асаблівасць/2015/карпаратыўныя/& hellip;
дададзена аўтар Ashley Davies, крыніца

Так. Што ваша пытанне зводзіцца да таго, па сутнасці:

<Р> Ігнараванне ўваходных магутнасці, можа электрычны рухавік вырабіць эквівалентны выснову рэактыўнага рухавіка ў межах памеру і вагі гэтага рэактыўнага рухавіка?

Такім чынам:

<Р> Ці з'яўляецца суадносіны магутнасці і вагі рэактыўнага рухавіка больш, чым электрычныя рухавікі?

і

<Р> Ці харчаванне да аб'ёму рэактыўнага рухавіка больш, чым электрычныя рухавікі?

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

Турбовентиляторных рэактыўны рухавік Брайтан GE90-115B выкарыстоўваецца на Boeing 777 мае суадносіны магутнасці да вагі ад 10,0 кВт/кг.

Электрарухавік зрабіў для авіяцыі, EMRAX268, мае значна меншую магутнасць, але дасягае 10,0 5кВт/кг.

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, іthe size іvolume of of just the motor іits required components (cooling, control) is smaller іlighter than the gas engines for those vehicles that can compete in terms of acceleration іtop speed.

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

The only limiting factor to electric aviation is the power source, іas 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 (іthus 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, іpower relative to a jet engine.

1
дададзена

Самае вялікае перавага «збіраецца» Electric з'яўляецца тое, што электрычныя вентылятары спосаб больш эфектыўныя, чым рэактыўны турбовентиляторном. Бруя ТРДДА стварае 75-85% сваю цягу ад вентылятара і 25-15% ад патоку выхлапных газаў «асноўнага». Прынцып заключаецца ў тым, што больш павольна паскараюцца паветра, тым больш эфектыўна вы генераваць цягу, як перамяшчэнне невялікага аб'ёму паветра вельмі хутка азначае, што вы губляеце энергію ў кінэтычнай энергіі паскораных паветраных мас. Такім чынам, больш (ці больш) вентылятараў, паскараючы большы аб'ём паветра пры меншай хуткасці з'яўляецца значна больш эфектыўным. Рэактыўныя рухавікі ўжо робяць гэта, падключыўшы вялікі вентылятар на пярэдняй да вала кампрэсара ззаду яго, і гэта рэактыўны рухавік двухконтурные.

Тым не менш, сучасныя турбовентиляторных дасягнуць да 2 ньютанаў цягі на кВт энергіі. Гэта адбываецца таму, што сам рухавік мае нізкую тэрмадынамічных эфектыўнасць ў спалучэнні з вентылятарам з'яўляецца суб-аптымізаваная рознымі абмежаваннямі, якія не прымяняюцца да электрычнай канструкцыі вентылятара. Так, напрыклад, дыяметр вентылятараў абмежаваная кліранс і колькасць абаротаў у хвіліну вала прывада кампрэсара. Ён па-ранейшаму круціцца занадта хутка, і хуткасць наканечнік здольны ісці звышгукавы. Гэта робіць рэзкае тармажэнне губляе і праблемы шуму. Такім чынам, ступень двухконтурные з'яўляецца занадта нізкай для вельмі высокай эфектыўнасці, якая можа толькі сапраўды быць вырашана пры наяўнасці некалькіх вентылятараў. якія маюць дадатковыя верцяцца ў процілеглых кірунках лопасцямі адкрытымі электрычныя вентылятары, напрыклад вакол задняй частцы fusilage можа глынаць павольны паветра з корпуса лятальнага апарата, які з'яўляецца больш эфектыўным, і яны могуць быць размешчаны ў некалькіх кропках ўздоўж секцый крылаў і хваставых.

Электрычныя вентылятары могуць, у сувязі з прыблізна ў 4 разы менш тэрмадынамічнай энергіі губляе і павольнай хуткасці наканечніка, аптымальнай RPM і павольнай хуткасці выхаду паветра патэнцыйна перавышае 20N за кВт, і, верагодна, дабрацца да 35N на kW.At высокіх хуткасцях, хоць я не ведаю, што прадукцыйнасці яны дасягнулі б, але з упэўненасцю можна сказаць, што гэта будзе нашмат лепш, чым ТРДД. Такім чынам, батарэя можа патэнцыйна быць канкурэнтаздольнай на ўзроўні каля 500Wh/кг, у тым ліку сілавы электронікі і праводкі.

вагі рухавіка залежыць ад магутнасці, неабходнай, так як паказвае яго цяжэй астудзіць вялікае ядро. Аднак вы не хацелі б, каб паспрабаваць замяніць вентылятар на бягучым рэактыўнага рухавіка, але маюць некалькі вентылятараў ніжэйшыя магутнасці, што азначае, што шчыльнасць магутнасці ў кВт/кг будзе вышэй, чым у выпадках, пералічаных вышэй, звышправаднікі не вытрымаць. Меншыя вентылятары таксама могуць круціцца хутчэй, задавальняючы гэтыя віды рухавікоў.

Як было адзначана вышэй, рэальная праблема заключаецца не шчыльнасць энергіі батарэі, а шчыльнасць магутнасці батарэі - мець не толькі дастатковай магутнасці падчас узлёту, але і для папаўнення запасаў у сваю чаргу, каля 20-50 хвілін. Паколькі электрычны самалёт будзе першым быць канкурэнтаздольным толькі супраць кароткага і сярэдніх рэйсаў, многія з якіх з'яўляюцца ўнутранымі і маюць хуткі абарот вакол часу, шчыльнасць магутнасці каля 1 кВт на кг патрабуюцца, і што перавышае нагрузачную здольнасць акумулятараў з высокай шчыльнасцю энергіі з вялікім адрывам.

Тэарэтычна, калі мы можам атрымаць вялікую эфектыўнасць цягі (скажам, 60 Ньютанаў за кВт), то мы маглі б выкарыстоўваць нашмат менш энергіі, таму нам трэба толькі цыкл частка ёмістасці батарэі і можа сысці з рук, скажам 500W на кг зарада/магутнасці разраду). На практыцы шчыльнасць магутнасці паказана гэта максімальнае значэнне, але адбываецца пры больш нізкай энергаэфектыўнасці і мае тэндэнцыю да скарачэння тэрміну службы батарэі, таму батарэі будзе неабходная, верагодна, мае заяўленую шчыльнасць магутнасці на 50% больш, каб эфектыўна працаваць такім чынам.

110 ньютанаў цягай на кВт магутнасці была прадэманстравана з дапамогай электрастатычнага іённых рухавікоў (тыпу выкарыстоўванага ў «ліфцёр», якія вы можаце ўбачыць на YouTube), але гэта мае нізкую шчыльнасць цягі такім чынам Вы павінны ўлічваць вагу. Павышэнне напружання дапаможа з гэтым.

Пытанне самалёт не становіцца лягчэй, як вы ляціце ў нейкай ступені важна, але эканомія выдаткаў на паліва і патэнцыял, каб мець шмат прыхільнікаў, якія выкарыстоўваюцца, напрыклад, для аказання дапамогі патоку паветра вакол крыла можа павялічыць пад'ёмную сілу на нізкай хуткасці і тым самым кампенсаваць павелічэнне масы праз па-за палёту канверт. Верагодна, ўвасабленне верцяцца ў процілеглых кірунках паветраных вінтоў кожны з электрычным кіраваннем пераменным крокам лопасцяў, якія могуць аптымізаваць як хуткасць і кут наканечніка да ўмоў нароўні з паскараюць значна большы аб'ём паветра павольней будзе значна павялічыць агульную эфектыўнасць. ЭРД ў верцяцца ў процілеглых кірунках вентылятараў значна лягчэй, чым адзін механічна падключылі да дызельнага або рэактыўнай турбіны, і можа задаволіць высокую хуткасць камерцыйных самалётаў (гл https://en.wikipedia.org/wiki/Propfan ), які паказвае, што супрацьлеглага кручэння вентылятараў можа ўнутранай сакрэцыі маюць перавагі ў эфектыўнасці. праблемы шуму з'яўляюцца функцыяй таго, каб звязаць гэтыя прапелеры з індывідуальнымі рэактыўнымі рухавікамі, якія зноў азначае высокую хуткасць наканечніка ў выглядзе творы абмежаванняў па дыяметры і высокіх абаротах рухавіка. Калі электрычны прывад, больш вентылятараў могуць быць выкарыстаны пры больш павольнай хуткасці нашмат наканечніка, гэта скарачае шум, вырабляны.

Маса дадатковых вентылятараў часткова кампенсуюцца выгадамі ад забіраючы абцякальнік як у вазе і супраціве.

З-за пытанне папаўнення рахунку, верагодны варыянт будзе прасоўвацца, больш высокія рухавікамі эфектыўнасці, што перазарадка батарэі адзін раз у круіз і спуску, і патрабуецца дазапраўка энергіі падчас ўздыму. Яны могуць выкарыстоўваць звышправодныя генератары і дастатковага рэзерв батарэі рызык збояў катастрафічнага генератара павінны быць змякчэлыя.

1
дададзена
Вы можаце пажынаць павышэнне эфектыўнасці «электрычных вентылятараў» у першую чаргу, праляцеўшы больш павольна. Тады скончыць з бандажом, і вы ў канчатковым выніку з рэгулярнымі паветранымі шрубамі. Тады ўсё гэта мае сэнс.
дададзена аўтар Peter Kämpf, крыніца
Большасць батарэй здольныя цалкам зарадзіць менш чым за 1 гадзіну. Многія на працягу 30 хвілін. Ад 10 хвілін да 80% зараджанага не з пытання з дастатковай цеплавым кіраваннем. Я не бачу, гэта змяненне з павелічэннем шчыльнасці энергіі, так што я не разумею, чаму шчыльнасць магутнасці будзе праблемай. Але так, як сказаў Піцер, я быў бы зацікаўлены ў вашай цязе на кВт пры хуткасці 0,85 Маха.
дададзена аўтар Sebas, крыніца

Груба кажучы, патэнцыйна, але ёсць некаторыя ключавыя адрозненні ў параўнанні з рэактыўным рухавіком і тэарэтычнага «электрычнага рэактыўнага рухавіка», якія моцна адрозніваюцца ад параўнання рухавіка аўтамабіля з прывадам ад рухавіка EV.

У прыватнасці, як ужо згадвалася раней, з'яўляецца турба-вентылятар з механічным прывадам цеплавым прывадам пашырэння згарання паветра, сціснутага па яго кампрэсара. Пры крэйсерскай хуткасці (дзе рэактыўны рухавік аптымізаваны), гэта значна больш эканамічнае, чым размяшчэнне аперацыі крэйсерскай хуткасці рухавіка ўнутранага згарання аўтамабільнага.

У прынцыпе, ёсць два месцы, дзе вызвалены цяпло пераўтворыцца ў механічную energy-- першае, большая частка цеплавыдзялення згарання захопліваецца турбіны, якая прыводзіць у дзеянне кампрэсар. Па-другое, выхлапных сопла таксама пераўтворыць цеплыня, не захоплены турбіны ў кінэтычную энергію за кошт паскарэння мас-патоку праз рухавік, ператварэнне дэльта-ціск, якое ствараецца цеплавым пашырэннем ў хуткасці дэльты праз геаметрыі сопла. Для параўнання, рухавік унутранага згарання пераўтворыць пашырэнне газу цяпла выхлапных газаў у механічную энергію з дапамогай прывядзення ў дзеянне лінейнага поршань, і прыбытак не механічнай энергіі з выхлапнымі газамі. Як правіла, турбіна з'яўляецца больш эфектыўнай, чым поршні пры механічным пераўтварэнні энергіі. Там таксама трацічныя efficiency--, а менавіта, што гарэнне пры высокіх цісках больш эфектыўна пераўтворыць цяпло да ціску, як газападобных шчыльнасць вышэй, так што больш хімічнай энергіі паліва пераўтворыцца ў кінэтычную энергію ў рэактыўным рухавіку, чым рухавік унутранага згарання, проста у сілу больш высокага ціску рэакцыі гарэння ў паветрана-рэактыўнага рухавіка. «Недахоп» для рэактыўнага рухавіка з'яўляецца тое, што эфектыўна зрабіць усю працу аранжыроўка паліва вы павінны працаваць на значнай часткі Маха, значна хутчэй, чым наземны транспарт можа кіраваць бяспечна. Такім чынам, рухавікі ўнутранага згарання выключаюць зямлю і рэактыўныя рухавікі кіруюць небам у бягучай парадыгме.

Такім чынам, нават калі выказаць здагадку, неабмежаваны крыніца харчавання, вы ўсё роўна павінны мець вельмі эфектыўны рухавік на аснове прынцыпу эканамічнай эфектыўнасці выкарыстання энергіі. Для загрузкі, вы павінны мець рухавік, якія працуюць пры аналагічных крылатых хуткасцях. Нават калі пакінуць у баку бясконцай выпрацоўкі электраэнергіі, мы па-ранейшаму можна лічыць, што чым больш часу ў паветры больш часу кадра, па якой паветранае судна павінна быць энергетычна самадастатковай, як правіла, прыраўнавання да большай масе ў батарэі і/або выпрацоўкі электраэнергіі. Больш маса зніжае механічную эфектыўнасць на аснове аперацыйнага самалёта, таму што больш энергіі вы павінны выдаткаваць, каб паскорыць і запаволіць дадатковую масу.

Так у электрычны рухавік вядзёнай эквівалент, вы, верагодна, усё яшчэ ёсць нешта падобнае на турба-вентылятар. Акрамя таго, што ваш рухавік у першай чаргі за руль вентылятара кампрэсара і турбіна там у асноўным, каб вярнуць частку энергіі сціску (які таксама генеруе цяпло) ў энергію для прывада рухавіка пэўных функцый, як астуджальная вадкасць і цыркуляцыя змазкі, магчыма, некаторы колькасць рэгенерацыі энергіі. Такім чынам, верагодна, менш турбіны, але гэта ставіць вас супраць нязручнага факту, што сціск паветра не вельмі энергаэфектыўнае як сродак стварэння цягі. Калі б гэта было, мы б бегчы самалёты ад сціснутага паветра.

Тое, што гэта агульна атрымлівае ў тым, што электрыфікацыя авіяпералётаў, хутчэй за ўсё, не падобныя на сучасныя тэхналогіі струйного эпохі. Гэта ў рамках вядомай тэхналогіі прымяненне эфектыўнасці электрарухавікоў да праблемы паветранага транспарту, але ў выніку архітэктура, верагодна, будзе вельмі розныя, гэтак жа як фундаментальная архітэктура поўнай EV адрозніваецца ад газавага аўтамабіля. Гэта, верагодна, у дадатку азначае некаторыя прынцыпова іншую інфраструктуру.

напрыклад вялікая частка энергіі палёту бяруцца ў пачатковым паскарэнні, так што магчыма, што Aerial EV будзе ўзлятаць з узлётна-пасадачнай паласы, што больш нагадвае, што авіяносец, чым роўная дарога, з запускам падтрыманым. Сапраўды гэтак жа, ўлоўліванне энергіі пры пасадцы можа зноў выкарыстоўваць сістэму больш аналагічнае тым, якія бачылі на авіяносцах, толькі прысвечаныя рэкуперацыйныя захоп, а не хуткае запаволенне.

Больш непасрэдна, аднак, асноўная праблема фарміравання цягі на хуткасцях паблізу Маха. Эфектыўнасць электрычных рухавікоў пры павароце электрычнай энергіі ў механічную энергію кручэння некалькі мякчэюць дозвуковой і звышгукавы механікай вадкасці, так як самалёт павінен генерыраваць цягу за лікам паскарэння патоку паветра, або «падштурхоўвання» супраць паветра, так ці інакш. На гэтых хуткасцях, паветраныя шрубы ў асноўным пачынаюць губляць сваю эфектыўнасць, і, такім чынам, метады прывядзення ў рух вышэй гэтых хуткасцяў спадзявацца на пашырэнне газаў з перадачай цяпла ў газ. Такім чынам, каб канкураваць у гэтых галінах хуткасці, энергетычна эфектыўны сродак перадачы цяпла (сціснуты) струмень паветра павінен быць прыдуманым, што вельмі адрозніваецца ад простага прымянення вядомай тэхналогіі электрычнага рухавіка.

1
дададзена
<Код> Акрамя таго, што ваш рухавік у асноўным за рулём кампрэсара вентылятар , але гэта ўжо тое, што адбываецца, турбіна там як раз, каб атрымаць энергію, неабходную для кампрэсара і вентылятара.
дададзена аўтар conmulligan, крыніца
<Код> вялікая частка энергіі палёту бярэцца ў пачатковым паскарэнні - толькі для вельмі блізкай адлегласці, нізкі ўзровень палётаў. Для любога рэалістычнага стану ваша здагадка зусім няправільна і належыць у поле называецца балістыкі.
дададзена аўтар Peter Kämpf, крыніца
@JasonHubbard: самалёт з 20% фракцыі паліва і ККД 25% (пераўтварэнне хімічнай энергіі ў працу) выкарыстоўвае 0,0346% энергіі, неабходнай для паездкі для паскарэння да хуткасці ўзлёту 150 КБС. На супастаўных электрычных самалётах вы зможаце зэканоміць 0,0346% ад гіпатэтычнай ёмістасці батарэі з дапамогай катапультавання, ці вы можаце расцягнуць свой асартымент падобнай фракцыяй. Вы атрымаеце значна больш эфектыўнасці, напрыклад, выбар спрыяльных вятроў па маршруце, ці марнаваць катапульты выдаткаў на больш лёгкую структуру.
дададзена аўтар Peter Kämpf, крыніца
@Peterkampf, Аэробус E-Fan ўжо ўжываецца электрычны рухавік на яго галоўным коле для паскарэння падчас узлёту, атрымліваючы самалёт каля 60 KPH. Наземны старт дапамогі будзе дамагчыся падобнага эфекту, але паменшыць масу на рэйс vehicle--, які запускае які садзейнічае рухавік на E-вентылятары баласт для астатняй частцы палёту. З запускам наземнай дапамогі, вы можаце зэканоміць больш энергіі, а таксама пашырыць дыяпазон, ад паветранага EV. У прыватнасці, калі дапамога запуску пры ўмове 100% энергіі для хуткасці ўзлёту. Ваенна-марскі флот выкарыстоўвае Assisted запуск для кароткага ўзлёту, няма прычын не можа быць выкарыстана для павышэння энергаэфектыўнасці.
дададзена аўтар Matthijs Wessels, крыніца
@ Fedrico Што я атрымліваю на тое, што ў той час як нафта-паліва рэактыўны рухавік прыводзіцца ў рух гэта турбіны, ператвараючы вылучэнне цяпла ў выніку спальвання паліва ў энергію кручэння для прывада кампрэсара, электрарухавік прыводзіцца дозвуковой/гіпергукавай «рухавік» будзе прымяняцца электрычны рухавік вентылятара кампрэсара, так як кампрэсар будзе найбольш эфектыўным механічна месца для прымянення энергіі кручэння, прыводны ў дзеянне электрарухавіком. У гэтай кампаноўцы, ён усё яшчэ можа быць энергаэфектыўным, каб вярнуць частку энергіі з турбінай, але турбіна не з'яўляецца рухаючай сілай рухавіка, электрарухавік.
дададзена аўтар Matthijs Wessels, крыніца

Ну, што мы павінны прыступіць да разгляду ў тым, што рэактыўныя рухавікі здольныя забяспечыць вельмі высокую колькасць цягі, але яны працуюць па простым прынцыпе газавай турбіны. Як-то можна зрабіць электрычны рухавік для прывядзення ў рух, але ён будзе складаным і вельмі цяжкі і ніжэй прыведзены ў дзеянне. Адзіны спосаб электрычны рухавік будзе працаваць, каб замяніць ядро ​​рэактыўнага рухавіка з некаторым электрычным рухавіком роду, які можа круціцца дыск вентылятара, ствараючы цягу; Аднак, улічваючы, колькі крутоўны момант патрабуецца круціць яго, каб генераваць дастатковую цягу кашмар, і рухавік мае патрэбу ў цяжкіх батарэй.

0
дададзена

Батарэя і рухальныя тэхналогіі ў баку, ёсць адна вялікая праблема з ужываннем электрычных рухавікоў на камерцыйных паветраных судах і што час перазарадкі. Камерцыйныя самалёты толькі робяць грошы, калі яны загружаныя з пасажырамі даходаў плаціць і ў паветры; калі яны знаходзяцца на зямлі, гэта вельмі дорага. Звычайныя хімічныя віды паліва не толькі спакаваць вялікую шчыльнасць энергіі, але таксама надзвычай лёгка папаўняць запас. Запраўкі пасажырскага самалёта займае ўсяго некалькі хвілін - у некаторых выпадках да таго часу, як паўтары гадзіны для сказаць, А-380 або 747. батарэі ў цяперашні час займае некалькі гадзін для зарадкі, так гэта будзе мець велізарную імплікацыі на затрымцы пасажыр або грузавыя рэйсы ,

Асабіста я не бачу электрычныя прыведзеныя ў дзеянне камерцыйных самалётаў у якасці жыццяздольнай альтэрнатывы існуючых рэактыўных рухавікоў. Верагодна, самая чыстая форма паветранага падарожжа будзе Karen рэактыўных рухавікоў высокай эфектыўнасці харчавання ад вугляроду нейтральнага бія ~ d дызельнага паліва.

0
дададзена
Гаворка ідзе пра рухавікі, а не батарэях або паліве. Ва ўсякім выпадку, большасць літыевых батарэй прымаюць больш 1С зарадны ток без пашкоджання сэнсавага, улічваючы добрае кіраванне тэмпературным рэжымам. Гэта перакладае ў 80% зарада на працягу прыкладна 30 хвілін. Проста паглядзіце на электрамабілях (тэсла, лісця і г.д.) або смартфоны з хуткай зарадкай.
дададзена аўтар Sebas, крыніца

Так, яны маглі. Як вы сказалі, мяркуючы, што пытанне падачы харчавання было вырашана. У гэтым сэрцы, рэактыўны рухавік награвае паветра, джгуты пашырэння для прывада кампрэсара і ў большасці ТРДДА прывада «прапелер». У той час як цяпер усіх рэактыўныя рухавікі выкарыстоўваюць спальванне паліва для атрымання цяпла, што, асноўны прынцып сістэмы не павінен клапаціцца, дзе цёпла зыходзіць ад. Калі б вы маглі скінуць дастатковую колькасць энергіі праз электранагравальнікі у секцыі згарання інакш стандартны рухавік, я думаю, вы маглі б у тэорыі працаваць сапраўды такі жа рухавік электраэнергіі.

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
дададзена