В Германии создали электрический самолет вертикального взлета и посадки
Немного китайской электростатистики: trud.ru/…/1346856_elektromobili_bukvalno_vse_zapol…
В конце статьи - совсем немного российской.
Именно так, но… у меня давно засели подозрения, что задачу, а точнее проблему сверхмощных источников питания можно никогда и не решить, возможно, что есть какой-то предел у носителей заря…
Предел безусловно есть, но этот предел - очень далеко. У тех-же ионисторов, несмотря на их низкую (по сравнению с аккумуляторами) энергоемкость в настоящий момент, теоретики предсказывают предельную достижимую плотность энергии, значительно превышающую таковую у бензина. У аккумуляторных батарей, даже у текущих вариаций литиев, тоже есть предел, который еще не достигнут. Очень примерно, на той-же химии и том-же принципе действия литии еще раза в два “уплотнить” можно (в два раза выше энергия на единицу веса). Упирается, как я понял, в технологию и надежность. Если процесс изготовления удастся улучшить - можно более ёмкие батареи делать.
Ну и сто лет известные решения - теже топливные элементы. Их дофига разных типов, и уже несколько лет как в серию запустили компактные твердооксидные высокотемпературные ТЭ, работающие на обычном бутане или пропане. И даже прототип квадрокоптера (беспилотного, конечно) показывали с таким источником. Только технология, похоже, двойного назначения - поэтому направо и налево не торгуют. Какая-то немецкая фирма…
Это - не чистый квадрик, а гибрид с самолетом. У него сзади толкающий винт имеется. Квадриковая составляющая обеспечивает вертикальные взлет-посадку и переходные режимы, а сам полет выполняется в самолетном режиме.
Во всяком случае этот момент на их тестовой модели не проработан. Он как взлетел как квадрик, так и продолжал колбасится вися на пропах. Вот если бы он взлетел вертикально, а потом выключив режим квадрика полетел как самолет, то да, интересно, но не получится у него крылья маленькие а пропы квадрика портят аэродинамику.
Вот хотя бы так
У тех-же ионисторов, несмотря на их низкую (по сравнению с аккумуляторами) энергоемкость в настоящий момент, теоретики предсказывают предельную достижимую плотность энергии, значительно превышающую таковую у бензина.
:)Это как!!!???😵 Как столько энергии вынуть из двойного электрического слоя? Где вы такое прочитали?
“Удельная энергия симметричных ионисторов меньше, чем у аккумуляторов (4—6 Вт·ч/кг против 180—240 Вт·ч/кг у литий-ионных аккумуляторов)”
“плотность энергии ионистора BCAP3000 3000Ф x 2,7В массой 0,51 кг составляет 21,4 кДж/кг. Это в 7,6 раз меньше плотности энергии свинцовых электролитических аккумуляторов, в 25 раз меньше литий-полимерных аккумуляторов.”
Похоже это на 46 МДж/кг бензина? И !принципиально! - не будет близко никогда - потому, что любая “батарейка” (кроме некоторых топливных элементов, способных использовать кислород воздуха) должна “в себе окислитель содержать” и еще много чего “лишнего”.
Так что до появления “невесомых, дышащих воздухом” топливных элементов на дешевой, не криогенной горючке - придется довольствоваться тепловыми двигателями.😉
:)Это как???😵 Как столько энергии вынуть из двойного электрического слоя? Где вы такое прочи…
Повторяю: предельная ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ плотность энергии.
Практическая, пока, к сожалению, даже близко не приблизилась к пределу.
Повторяю: предельная ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ плотность энергии.
Это не “плотность энергии”, а удельная энергия, и безусловно химическая (в конкретном случае взаимодействия с кислородом - теплота сгорания). Потому у нее есть четкий и понятный физический предел. А поскольку в образовании двойного электрического слоя участвует лишь небольшая часть молекул электролита, и реакции протекают не самые энергоемкие (в сравнении с горением бензина, водорода или дров),то показатели удельной энергоемкости представленные выше - в 2 000 раз меньше чем у бензина - для этого принципа очень неплохо. Эти “штуки” - конкурент даже не аккумуляторам, а инерционным автомобильчикам .
“Троллейбус, оборудованный ионисторами, по маневренности приближается к автобусу. В частности, такой троллейбус может:
проходить отдельные короткие участки маршрута, не оборудованные контактной сетью (в том числе при необходимости двигаться в объезд, когда на каком-то участке маршрута движение по штатной трассе маршрута невозможно);”
“В 2007 году выпустили шуруповёрт, в котором ионисторы общей ёмкостью 55 фарад заряжаются 1,5 минуты. Заряда хватает на 😲 22 шурупа.😃”
Объясните. (Лукавлю😒 Просто покажите ссылку на источник)
Ссылку не дам, читал давно.
Как понимаю, основная суть - в существующих ионисторах энергия запасается в очень малом объеме, чуть ли не в тонком слое. А вот если объём использования электролита удалось бы увеличить, повысив процент использования - вот там и “зарыт” теоретический предел. Но решение проблемы пока даже не на горизонте. И ионисторы, увы, уступают даже несчастным никель-кадмиевым аккумуляторам.
Готов поспорить, что как только с источниками питания задачу решат - обычные вертолёты стремительно вымрут.
Ещё один плюс электрических мультироторных систем с возможностью полета на крыле в том, что их гораздо легче сделать полностью автоматическими. В случае с авиатакси это, ИМХО, обязательное условие. Чтобы без всяких там: "За полёт деньги передаём, да…"B-)B-)😎
При всём уважении, пилот сейчас - самый ненадёжный “элемент конструкции” летательного аппарата. К сожалению. Причем в такси их никто не будет так жестко отбирать, как в ГА.
Создать хорошо продуманный автопилот с алгоритмами действий при любых вариантах отказов и нештатных ситуаций - вполне реально. Плюс обязательно спас-система для малых ЛА.
Всё строго ИМХОB-)
А вот если объём использования электролита удалось бы увеличить, повысив процент использования - вот там и “зарыт” теоретический предел.
Вот здесь он и “зарыт” (что я и написал выше) - не будет 100%, и 30 не будет (электрохимическая ячейка не получится), и реакции не самые энергоемкие, и делить в итоге придется не на массу одного топлива, но и всех продуктов, растворителей, электродов, ванны (корпуса) - потому как “все свое вожу с собой” - вот в итоге 1/1000 бензина и выходит.
- Простите, если, что. - Я не “выпендриваюсь”. - Просто здесь “почти инженерный форум”, вроде😊.
Самолеты на них точно не полетят. - Скорее на дровах. Разве что как вариант этого.
Вот если бы он взлетел вертикально, а потом выключив режим квадрика полетел как самолет, то да, интересно, но не получится у него крылья маленькие а пропы квадрика портят аэродинамику.
Достаточные у него крылья, не меньше этих:
А над компоновкой и аэродинамикой придется работать. Как я понял, ребята впарили UBERу концепт, сейчас стоит задача довести его до состояния коммерческого применения. Это уже чисто инженерная задача. Сейчас явно просматривается потребность в городском 3D транспорте и она однозначно будет удовлетворена в ближайшие 2-3 года. Вот, кстати, выдержка из статьи, на которую я давал ссылку выше: “Китайская компания Ehang на прошлогодней выставке Consumer Electronics Show (CES) представила первый в мире пассажирский беспилотник Ehang 184 на электротяге. Дрон-такси способно брать на борт до 100 кг груза, подниматься на высоту до 200 м, летать со скоростью 100 км/ч и находиться в воздухе до 23 минут. Зарядка аккумулятора занимает 2-4 часа. Объявлена и его ориентировочная стоимость: 200-300 тысяч долларов.”(С).
И что? В дали ссылку на нормальный самолёт. А здесь весь спор полетит ли гибрид квадрика и самолёта. В том виде что представили эти ребята - не полетит нормально.
…ы (корпуса) - потому как “все свое вожу с собой” - вот в итоге 1/1000 бензина и выходит…
Ну я не знаю точных цифр, но даже у наших “любимых” литий полимеров - энергоемкость почти 1/10 от бензина (ну, может, 1/15). Чтобы теоретический предел химии, пусть и чуть другой, был на два порядка хуже? Ох не верю ))
Литию можно “простить” за наличие “встроенного” окислителя, в отличие от бензина… Но тут вспоминаем, что бензин-то тоже не самый энергоёмкий по удельной теплоте сгорания! Почти любой метал - превосходит бензин, только придумай, как сжигать 😃
Да все уже это изобретено. V-22, посмотрите сколько уходит на вертикальный взлет. Жужалки от модельных квадриков на порядок больше. Импеллеры… ?Если есть в килограммовом чемодане меговатт, то можно порассуждать.
Да все уже это изобретено. V-22, посмотрите сколько уходит на вертикальный взлет. Жужалки от модельных квадриков на порядок бо…
Жужжалки - меньше, у них нагрузка на единицу ометаемой площади меньше обычно, чем у настоящих ЛА. Да и взлет - это режим кратковременный.
Про импеллеры - да. При чем даже в горизонтальном полёте, скорее всего, до какой скорости не гони - а они все одно будут прожорливее нормальных винтов.
Жужжалки - меньше, у них нагрузка на единицу ометаемой площади меньше обычно, чем у настоящих ЛА.
Я имел ввиду если модельные в реальные переводить. Или мальца друг друга не поняли.
Про импеллеры - да. При чем даже в горизонтальном полёте, скорее всего, до какой скорости не гони - а они все одно будут прожорливее нормальных винтов.
Да это конечно вообще ниже плинтуса. Поэтому и поражаюсь как люди гранты получают.
Да это конечно вообще ниже плинтуса. Поэтому и поражаюсь как люди гранты получают.
Наверное давили на надёжность. Типа вот их сколько много - даже если один выйдет из строя, то ничего страшного не произойдёт.
Наверное давили на надёжность. Типа вот их сколько много - даже если один выйдет из строя, то ни чего страшного не произойдёт.
Есть конечно в этом какая то идея, но остальные костыли себе же костыли ставят. А мозг глюкнет в перезагрузку и что?
Почти любой метал - превосходит бензин, только придумай, как сжигать
Какой любой? Пример?
Сколько стоят металлы в сравнении с нефтепродуктами (особенно “сильногорючие”)?
Лет 35 назад видал в “Науке и Жизни” статейку про топливные элементы (!использующие кислород воздуха!) на алюминии - предполагалось оксид потом “в обратку” на алюминиевый завод сдавать. Но и это по весу и удельным мощностям (кВт/кг) явно не для самолетов.
Алюминий за тонну порядка 2000$. - 31.10 МДж/кг - Бензин 42 цента за литр (менее 700$ за тонну)- 43.10 МДж/кг - 46 МДж/кг (реально по-разному - потому как это смесь углеводородов, а не чистое химическое вещество). Т.е. бензин в полтора раза выгоднее по весу, и втрое по цене. А теперь задайтесь вопросом - каково производить алюминий не для “конструкций и фантиков” а для “топливных нужд”?
На 2007 год внутреннее потребление бензина в стране составляет около 29 млн т в год.
чтобы заменить его алюминием придется произвести 42 млн.т алюминия, т.е. в 11 раз увеличить производство в России (а вообще-то мы вторые после Китая). То есть только “русские автомобили” съедят “все нынешнее мировое производство”.
Для производства одной тонны металлического алюминия требуется примерно 1930 кг глинозёма, 50 кг фтористых солей, 550 кг угольных электродов (анодной массы или обожжённых анодов) и до 18 000 квт-ч электроэнергии.
Т.е. только производство электроэнергии потребуется увеличить на 750 млрд.кВт-ч (в 1,75раза).
[Россия обладает относительно небольшими месторождениями бокситов и большую часть сырья импортирует.
- Так что массовое применение алюминия в качестве топлива проблематично (даже без учета экологии).
](ru.wikipedia.org/wiki/Боксит)
Чтобы теоретический предел химии, пусть и чуть другой, был на два порядка хуже? Ох не верю
1.“Теоретического предела у химии” нет:).
2.Вариантов ровно два - или самому посчитать, разделив энергию реакции на массу реагентов или поверить.
Теоретическая энергоемкость:1915Вт/час/кг.
Удельная энергоемкость:121Вт/час/кг.
Иначе - космические ракеты “топили” бы заряженными литий-полимерами.
По факту в килограмме нынешних литий-полимеров энергии примерно в 100 раз меньше, чем в килограмме бензина.
Правда если по-честному, то надо засчитывать и те 15 кг воздуха, которые потребуются для сгорания 1кг бензина - но авто и самолеты их не возят - “берут на ходу”.
По теме Т.С. - в нынешних БК технологиях самое вкусное не “само электричество”, а возможность с высоким КПД и малой массой “электротрансмиссии” передавать мощность на движитель - будь то пропеллер или колесо. Мультироторные системы до этого вообще были малореальны и ненадежны.
Теоретическая энергоемкость:1915Вт/час/кг.
Удельная энергоемкость:121Вт/час/кг.
Пардон!Ошибочка! Такая “вкусная теория” - это для Магний-м-ДНБ элемента (я то смотрю - практически 1/2 удельной энгергии реакции водорода кислородом!!! “лишние детали” правда все портят) - Для ли-по аккумов выходит лишь порядка 650Вт•ч/кг, “- теоретическая удельная энергия ее составляет 2600 Вт•ч/кг что в 4 раза выше чем у литий полимерных аккумуляторов;”(это сказано про литий-серные - единственное упоминание о липольном теоретическом пределе который мне попался).
Т.е. 1кг липолек даже в теории лишь 50г бензина (без массы воздуха необходимого для горения). И 110 . 160 Вт*ч/кг в реальности. - Что еще в 4-6 раз меньше.
Почти любой металл до водорода включительно. И не порошки смотреть, а цельные металлы, без оксидов. У водорода самая высокая, боюсь сейчас наврать, в несколько раз выше бензина.
По факту в килограмме нынешних литий-полимеров энергии примерно в 100 раз меньше, чем в ки
Хм. Где-то в расчетах ошибка. И вправду, два порядка примерно получается.
И что? В дали ссылку на нормальный самолёт. А здесь весь спор полетит ли гибрид квадрика и самолёта. В том виде что представили эти ребята - не полетит нормально.
Вы критикуете конкретный аппарат, а речь идет о концепции. Квадрик-такси на современных элементах питания способен лететь 20 минут, самолет - до 2 часов, гибрид или конвертоплан - до 1 часа (ему нужен запас энергии на гарантированную вертикальную посадку). Увеличение энергоемкости источников питания всего в два раза переводит электролеты из концептов в коммерческий транспорт. В точности, как 15 лет назад в моделях электричество выдавило ДВС в меньшую половину рынка.
“В 2007 году выпустили шуруповёрт, в котором ионисторы общей ёмкостью 55 фарад заряжаются 1,5 минуты. Заряда хватает на 22 шурупа.”
Технологии не стоят на месте. Сейчас ионистор DRL50/2.7 на 50Ф с рабочим током 13,5А имеет размеры 18х40мм. Рождается новый класс моделей для начинающих: rcopen.com/forum/f91/topic155658/800
Буквально за последний год Murata сделала керамический конденсатор на 220 мкФ в размере 1206.
У того, кто делает, обязательно получится 😃 А гранты в Европах дают не матёрым авиаконструкторам (у тех и так есть финансирование), а студенческим кружкам, которые своими поделками демонстрируют желание работать. Как в случае с самолетом, с которого началась эта тема.