Энергетические характеристики полета?
Интересует, какая мощность необходима, что-бы поддержать такой полет в самом экономичном режиме?
Вот здесь,есть некоторые ответы,На интересующие Вас вопросы-rconline.ru/modules/wfdownloads/singlefile.php?cid… .:)С уважением Алексей.
Для горизонтального полета планера достаточно тяги 10% веса (на скорости полета). То есть, этому планеру нужна мощность (конечная мощность, которая равна скорость * тягу) около 10м/с*0.7Н = 7Вт.
К сожалению, дальше ОЧЕНЬ непросто. Если Вы не хотите, чтобы модель умела идти круто вверх, то можно получить КПД ВМГ процентов 40. То есть иметь ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ мощность около 7/0.4=18Вт.
К сожалению КПД очень сильно зависит от выбора винта и режима двигателя (можно легко получить КПД в 2-3 раза ниже).
= 7Вт.
Имеется ввиду, что такая мощность нужна при идеальной винтомоторной группе (кпд=100%)? Если соотнести с реальным миром (условно, КПД = 30%), то на двигатель нужно подавать 20Вт для поддержания горизонтального полета. Правильно?
Правильно
www.czepa.at/geschwindig.html
Считаю солнечную энергию - вот что получается:
- Типовой поток в солнечный день 1000Вт/м^2 (10Вт/дм^2)
- КПД солнечной батареи 12%
- Площадь крыла, на которой можно разместить солнечные батареи (10дм^2)
В солнечный день можно снимать с батарей
10/0.12*10=12Вт
Этого недостаточно для поддержания стабильного горизонтального полета 😦
Но не так уж невозможно
Я недавно рассматривал эту тему.
Если интересно: rcopen.com/forum/f90/topic147966
- Площадь крыла, на которой можно разместить солнечные батареи (10дм^2)
Если Вы про обсуждаемый планер - то да. Надо брать, что-нить с большой площадью. Например Cularis - 56 кв. дм.
А какие СБ ставить собираетесь?
Я недавно рассматривал эту тему.
Если интересно: rcopen.com/forum/f90/topic147966
Посмотрел - чувствуется практик 😃
СБ что-то доступное, типа
www.dessy.ru/cgi-bin/shop.cgi?do=wholepage&id=704
размещение - внутри крыла между нервюрами.
Предположительно, через прозрачную пленку будет проходить 80% энергии, а на летные характеристики влияния не окажет.
Если Вы про обсуждаемый планер - то да. Надо брать, что-нить с большой площадью. Например Cularis - 56 кв. дм.
А какие СБ ставить собираетесь?
Похоже, под целую задачу нужно конструировать планер, поскольку запаса - нет.
Как идея видится мне:
Используется планер с аккумулятором (у лития сейчас характеристики очень неплохие), электроприводом. Поддержание в воздухе осуществляется за счёт подпитки солнечной энергией, восходящих воздушных потоков. Ночью расходуется энергия, накопленная днем.
Только по энергетике оно не бьется:
как мы выяснили - требуется 30Вт, примем ночное время 8часов, LiIon аккумулятор характеристика 135Вт*ч/кг (примерно), при нашей потребности 30*8=240Вт*ч потребуется около 2кг аккумулятора 😃
В обычной модели планера при весе 1,5кг аккумулятор весит 150гр - если аппроксимировать - получается около 20кг, но что-бы поддерживать ее в состоянии полета 30Вт, наверное, будет уже недостаточно.
Что-бы днем обеспечить полет требуется 30Вт, плюс 20Вт нужно для подзарядки батареи (это где-то 60дм^2)
Получается, что на обычной модели не удастся достигнуть нужных характеристик - нужна большая модель:
планер с размахом метра 4,
вдоль всего крыла - солнечные модули (80дм^2 элемент типа www.dessy.ru/cgi-bin/shop.cgi?do=describe&code=241… 40шт),
аккумулятор 240Вт*ч (что-то вроде pilotage-rc.ru/catalogue/80_/80_60/RC8091/ 2 штуки),
общий полетный вес >10кг
Такая машинка может выполнять задачу постоянного мониторинга поверхности (при пожарах, например - там кстатии сильные восходящие потоки, наверное есть)
Ну и просто как технически интересная задача для разминки мозгов 😃
Тока я теоретик больше 😛 - в мыслях-то можно что душе угодно спроектирвоать
Посмотрел - чувствуется практик 😃
Не, я пока тоже теоретик. 😃
СБ что-то доступное, типа
www.dessy.ru/cgi-bin/shop.cgi?do=wholepage&id=704
Спасибо за ссылку. Жаль там вес не указан. Если без подложки и ламината - должно быть 9 гр на пластину 125х125 мм. Это - очень неплохо, но хрупко.
Предположительно, через прозрачную пленку будет проходить 80% энергии, а на летные характеристики влияния не окажет.
Боюсь, что пленка сожрет больше. Впрочем, надо проверять…
Как идея видится мне:
Используется планер с аккумулятором (у лития сейчас характеристики очень неплохие), электроприводом. Поддержание в воздухе осуществляется за счёт подпитки солнечной энергией, восходящих воздушных потоков. Ночью расходуется энергия, накопленная днем.Только по энергетике оно не бьется:
как мы выяснили - требуется 30Вт, примем ночное время 8часов, LiIon аккумулятор характеристика 135Вт*ч/кг (примерно), при нашей потребности 30*8=240Вт*ч потребуется около 2кг аккумулятора 😃
Можно запасать энергию в виде высоты. Планирование в оптимальном режиме с 10 км, для хорошего планера - это 8-10 часов. Правда, без выполнения полезной работы.
Что-бы днем обеспечить полет требуется 30Вт, плюс 20Вт нужно для подзарядки батареи (это где-то 60дм^2)
Именно поэтому хочу для эксперимента - Cularis.
Получается, что на обычной модели не удастся достигнуть нужных характеристик - нужна большая модель: планер с размахом метра 4,
Для начала, думаю, будет и светового дня достаточно. Задачу ночной жизни можно будет решать, когда плотность энергии литиевых (или других) аккумуляторов превысит 500 Вт.ч/кг. (Пока - меньше 150).
Такая машинка может выполнять задачу постоянного мониторинга поверхности (при пожарах, например - там кстатии сильные восходящие потоки, наверное есть)
Автоматизированный поиск восходящих потоков - это отдельная тема. 😃
Кстати энергия термиков - это ведь 100%-е солнце. Плюс КПД (подъем модели со скоростью 2-3 м/c) - 50-80%, а не каких-нибудь жалких 10-15%, как у СБ.
1 Чем больше размер модели (и вес), тем больше КПД ВМГможно получить (например, я читал, что КПД ВМГ мускулолета около 80%).
2 С солнечной энергией все еще хреновее, чем кажется - солнце стоит не в зените; следовательно мощность будет еще меньше (реально - раза в три). На одном сайте (англоязычном), посвященном “промыщленным СБ”, я видел среднюю мощность по месяцам (с учетом плохой погоды) для разной местности. Поищите. Довольно интересные цифры.
В связи с вышенаписанным я считаю, что к проектированию ЛА “на солнце” нужно подходить вообще с другой стороны. Не пытаться “пристроить батарею к планеру”, а строить планер исходя из “солнца”.
Например. Планер с крылом большого удлинения летает лучше планера с малым удлинением, но, если исходить, например, из размаха и веса и пытаться выжать максимальную площадь (больше мощность СБ), то получаются очень интересные результаты…
Кстати, винт правильнее использовать не складной, а на складном пилоне. При этом идет проигрыш на сопротивлении пилона (при работе мотора), но идет выигрыш на лучшем КПД винта…
Как-то видел обсуждение “солнечной модели” на одном форуме. Результат (который можно реализовать практически).
1 СБ достаточна для питания борта безмоторного планера (круглосуточно).
2 СБ, установленная на ЛА, может обеспечить летом около часа полетов в день на моторе (если на земле она лежит на солнце).
1 СБ достаточна для питания борта безмоторного планера (круглосуточно).
Подтвержено практикой: 27 часов полёта моторный+парение без зарядки
www.rcdesign.ru/newsline/4 (Скролим вниз)
www.sky-sailor.ethz.ch
Задача уже решена. Изобретать велосипед нет смысла.
- Нужен планер с большой площадью крыла. Иначе негде размещать сонечные батареи. 😃
- Нужна силовая установка с ВИШ. Что бы постоянно работать с максимальным КПД.
- Топливные элементы, а не батареи.
- Планер с ОЧЕНЬ высоким качеством. Читай - удлинение около 22-25 ну и далее по списку.
- Топливные элементы, а не батареи.
Топливные элементы не являются аккумуляторами.
Или придется электролизом атмосферную воду на водород и кислород раскладывать. 😃
По мере выработки топлива в элементах планер становится легче…А батареи максимальной расчётной ёмкости могут неожиданно превратиться в балласт, если вдруг встретится пасмурный день.
Ещё раз повторю - изучайте доступные источники. Задача уже решена и не вчера, а пару лет назад.
Каждая из них - это отдельная большая задача, которая решена в частном случае, например, поставив СБ с КПД 40%(solar-battery.narod.ru/getero.htm) задачу можно решить в лоб, но нам такое решение не годится - материалы должны быть доступны, а конструкция воспроизводима. Решение типа купить за границей готовый аппарат - выйдет дешевле - то-же не обсуждаем - это не наш метод 😃
Наверное, по п.1 решением является некая промежуточная величина, как сказал flysnake проектировать не от планера, а от энергии. То есть и летные свойства и энергия должны быть сбалансированы. По остальному - да, если доступны технологии (а с другой стороны почему они будут доступны, если ими не заниматься?) А вот можно-ли из доступного сконструировать аппарат, который сможет так летать - и было основным вопросом. Пока, ответ скорее отрицательный.
2baychi А что, поиск термиков уже обсуждали? И что задача решаема впринципе?
Задача уже решена. Изобретать велосипед нет смысла.
- Нужен планер с большой площадью крыла. Иначе негде размещать сонечные батареи. 😃
- Нужна силовая установка с ВИШ. Что бы постоянно работать с максимальным КПД.
- Топливные элементы, а не батареи.
- Планер с ОЧЕНЬ высоким качеством. Читай - удлинение около 22-25 ну и далее по списку.
Автоматическй поиск термиков - это ещё бОльшая маниловщина, чем строительство самолёта на солнечных батареях в реалиях России… 😃
А разве само наше хобби, не есть чистой воды “маниловщина”? 😃
2baychi А что, поиск термиков уже обсуждали? И что задача решаема впринципе?
Человек решает, значит и компьютер сможет.
Тупое сканирование неба и обработку тремиков уже и сейчас можно запрограммировать. Увидеть их пока невозможно.
МАНИЛОВЩИНА
По имени героя поэмы «Мертвые души» (1842) Н. В. Гоголя (1809— 1852) — помещика Манилова.
Иронически: о бесплодных проектах, нереальных планах и о пустой, досужей мечтательности вообще.
Всё, что я построил - летает. 😃 Летает даже то, чего я не строил, а только нарисовал. Так что извольте говорить о своём хобби…
… это ещё бОльшая маниловщина…
О топливных элементах. Это полумера (для серьезного варианта просто неприемлимо). Это действительно “батарейка”. Так что ни о каком более-менее продолжительном полете при использовании топливных элементов говорить нельзя.
О маниловщине. Забавно, но у меня уже летает мотопланер, который летом в полдень при ясной погоде в принципе может летать “на солнце”. Просто по соотношению площадь крыла/мощность двигателя. При этом я не ставил задачи оптимизации “по солнцу”. Другое дело, что СБ я на него ставить не собирался и не собираюсь.
Всё, что я построил - летает. Летает даже то, чего я не строил, а только нарисовал. Так что извольте говорить о своём хобби…
А разве не было у Вас ненарисованных проектов? Тех, что на уровне идеи, или намека на идею? Или только строгий прагматизм на ночь и “бритва Оккама” поутрам? 😃
Global Observer — высотный БПЛА. Построен дрон калифорнийской фирмой Aero Vironment. БПЛА выполнен по нормальной аэродинамической схеме. Крыло изготовлено из композиционного материала на основе углеволокна с размахом — 15 метров. При использовании солнечных батарей на крыле и водородных топливных элементов он может непрерывно держаться в воздухе на высоте 20 км целую неделю.
Той же фирмой фирмой построены:
Helios
Centurion
Pathfinder…
Странно, почему они полумеры используют?
Тех, что на уровне идеи, или намека на идею?
Давайте начнём отличать идеи от бредятины. 😛 Если принять на грудь, да шЫшки хорошие, можно таких “идей” выдать на горА - шуба завернётся.
Коллега boroda_de выдал ссылку. Реально построить самолёт на СБ. Их строят, и строят многие. Но не рассуждениями на форуме, а реальной работой.
“… и водородных топливных элементов…”
Не знаю, чем объяснить их очень странный выбор.
Поясняю.
1 Топливный элемент как аккумулятор (возможен и такой режим) имеет очень низкий КПД. Что-то 40% - 60%. И это я знаю не понаслышке - работал с ребятами, которые в рамках “космос” и “международные проекты” решали эту задачу по частям (отдельно топливные элементы; отдельно - эффективное получение кислорода и водорода электролизом).
2 Хранение водорода. На данный момент существует три варианта:
- дьюар; это в “аккумуляторе” нереально, потому что понадобится энергия на сжижение водорода;
- “растворение” водорода (в “губках” из металла); энергия/вес при этом не особо хорошая (всего в несколько раз лучше, чем в никель-металлгидридных аккумуляторах).
- сжимать в баллонах; думаю, что в пояснениях не нуждается.