Электровертолет

[kisinid]

Доброго времени суток. Заканчиваю авиационный ВУЗ и темой диплома выбрал проектирования вертолета на электродвигателе.
Огорчают расчеты АКБ, т.к. для более менее мощного двигателя минимальный вес батарей выходит в 400 - 500 кг, а продолжительность полета не более получаса.
В голову подкинули идею от двигателя раскрутить генератор, который будет крутить электродвигатель и заряжать более мелкую батарею. Целесообразно ли? И есть ли подходящие генераторы для выполнения такой схемы?

[Blik86]

Если "фантазировать" то в сторону твердооксидных топливных генераторов https://www.ultra-fuelcells.com/Data/Pages/5aef955c753344bce391a0c22f235a43-90229A-PDS-D350XR_Rev_1.pdf

[SMILE1]

Доброго времени суток. Заканчиваю авиационный ВУЗ и темой диплома выбрал проектирования вертолета на электродвигателе.

Спойлер

Огорчают расчеты АКБ, т.к. для более менее мощного двигателя минимальный вес батарей выходит в 400 - 500 кг, а продолжительность полета не более получаса.
В голову подкинули идею от двигателя раскрутить генератор, который будет крутить электродвигатель и заряжать более мелкую батарею. Целесообразно ли? И есть ли подходящие генераторы для выполнения такой схемы?

И по какой специальности, добрый молодец, сейчас такие дипломы пишут??

[Jeca]

[user]SMILE1[/user], не пали кантору.

от двигателя раскрутить генератор, который будет крутить электродвигатель и заряжать более мелкую батарею. Целесообразно ли?

[Capricorn]

@kisinid

По-моему, только гибридная схема турбина+генератор+электромоторы+аккумуляторы может быть сегодня практична. Специально пишу "моторы" во множ. числе, т.к. вертолёт много теряет и почти ничего не выигрывает от внедрения гибридной ЭУ, а вот достоинства мультикоптера по сравнению с вертолётом интригуют, тут овчинка КМК стОит выделки.

Концепции последовательных авиагибридов есть:
https://fotografersha.livejournal.com/916653.html
http://www.aviapanorama.ru/tag/d-komissarov/
https://aviav.ru/boeing-i-jetblue-investiruyut-elektrosamolet.html
- а серийных комплектующих под эту задачу не встречал (и не особо интересовался).

Кроме того, есть летающие прототипы параллельных авиагибридов, например https://cora.aero/


Если фантазировать - то моторы КМК можно взять "обычные",  а генератор - для экономии массы обязательно на сверхпроводящих электромагнитах: требования по надёжности к нему меньше, т.к. он продублирован акками, да и криорежим проще обеспечить у единичного девайса, размещённого в гондоле, чем у нескольких торчащих в потоке.

[novice]

Проблему энергоснабжения электрических самолетов и вертолетов сейчас пытаются решить несколькими способами:

Интересный вариант - это гибридный  электрический мотокомпрессорный реактивный  двигатель.
Электроэнергия вырабатывается высокотемпературным керамическим топливным генератором совмещенным с автомобильным турбокомпрессором. Это значительно увеличивает электрическую мощность как на земле, так и на крейсерской скорости на больших высотах.
Избыток мощности турбокомпрессора используется для привода вспомогательного генератора собственных нужд самолета/вертолета, а выхлоп - для увеличения реактивной тяги электрического турбовентилятора.  Тяговый кпд такой установки может достигать 65% при полете на высоте 11000-12000 м и скорости 0.8-0.9 скорости звука.

https://www.researchgate.net/publication/300470286_Energy_Self_Sufficient_Aircrafts_Can_Become_Reality_through_New_Propulsion_Design_Approaches

Проект электрического мотокомпрессорного реактивного двигателя с утилизацией тепла высокотемпературного топливного генератора на авиакеросине.

https://www.researchgate.net/publication/311131309_MAAT_CruiserFeeder_Airship_Design_Intrinsic_Stability_and_Energetic_Flight_Model/download

Дирижабль с электрическим гибридным мотокомпрессорным двигателем.


http://hdl.handle.net/2060/20120016423

Расчет технических характеристик вертолета Робинсон- 22 при установке электропривода с питанием от литий-ионных аккумуляторов и водородного топливного генератора.


https://leehamnews.com/tag/electric-aircraft/ - 12 статей о расчете пассажирских турбовинтовых и турбовентиляторных самолетов с электрическим и гибридно-электрическим приводом от аккумуляторов/топливных генераторов.



https://repository.asu.edu/attachments/170643/content/Nesheiwat_asu_0010N_15959.pdf

Дипломная работа - водородный топливный генератор как источник электроэнергии для электровертолета



https://www.ideals.illinois.edu/bitstream/handle/2142/92836/CHEN-THESIS-2016.pdf
Расчет конструкции авиационного  высокооборотного синхронного электродвигателя весом 70 кг и мощностью 1 МВт -1360 лс!

https://www.energytech.org/wp-content/uploads/ET2016Presentations/ET16-4F210MWRingMotorCantemir.pdf

Проект кольцевого безредукторного асинхронного авиационного электродвигателя мощностью 18500 лс и весом 665 кг , встроенного в турбовентиляторный реактивный двигатель пассажирского самолета.




Сейчас разрабатывается очень много проектов самолетов, вертолетов, мультикоптеров, конвертопланов и прочих летательных аппаратов с электрическим и гибридно электрическим приводом.
Если есть необходимость написать качественную дипломную работу, то можно найти больше тысячи статей, проектов, диссертаций на эту тему на английском языке. На русском - практически ничего нет.

[Лёха Электроеропланов]

Думаю интересен электропривод рулевого винта, или фенестрона.  https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B5%D0%BD%D0%B5%D1%81%D1%82%D1%80%D0%BE%D0%BD

[pashist]

И по какой специальности, добрый молодец, сейчас такие дипломы пишут??

Я очень надеюсь, что какой-нибудь менеджмент.


В голову подкинули идею от двигателя раскрутить генератор

И вы закончили авиационный ВУЗ?

[genadii]

можно ли по анологии с таким с/х дроном https://xag-minsk.by/catalog/xag/selskokhozyaystvennyy_dron_xag_p100_pro/ сделать дрон для перемещения человека на растояние +-200км?
какие запчасти пришлось бы использовать? какой емкости аккумулятор нужен? у с/х дрона по ссылке грузоподьемность 50кг взлетный вес 104 кг, емкость аккумулятора 20ач, вес человека +-75 кг

[SMILE1]

можно ли по анологии с таким с/х дроном

по аналогии с таким дроном надо все на 100 умножить, чтобы стало не 2 а 200км.
И тогда он получается дороже вот этого:
https://www.ixbt.com/live/car/ehang-pokazala-avtonomnyy-elektrolet-vt35-dlya-perevozok-na-rasstoyanie-do-200-km.html
для самостоятельной разработки такие схемы не подходят.
Если хотите сделать что-то для личных полетов обратите внимание на аэрошюты, они проще, дешевле и безопаснее.

[genadii]

по аналогии с таким дроном надо все на 100 умножить, чтобы стало не 2 а 200км.
И тогда он получается дороже вот этого:
https://www.ixbt.com/live/car/ehang-pokazala-avtonomnyy-elektrolet-vt35-dlya-perevozok-na-rasstoyanie-do-200-km.html
для самостоятельной разработки такие схемы не подходят.
Если хотите сделать что-то для личных полетов обратите внимание на аэрошюты, они проще, дешевле и безопаснее.

почему 2 км?

[Georg]

А что тут думать , все уже сделано и летает 

Спойлер

[edw123]

А что тут думать , все уже сделано и летает 
/spoiler]

На этом на авторотации уже не выйдет...

[genadii]

А что тут думать , все уже сделано и летает 

Спойлер

нужны какие то доки, где глянуть? какое оборудование использовано? моторы, управление, бмс, акк? если это ваш аппарат что он умеет?

[kommunist]

На этом на авторотации уже не выйдет...

Да и в целом надёжность делится на количество двигателей: при отказе хотя бы одного - пиз..ц К тому же из надёжности вычитается ещё и система стабилизации всех двигателей, если заглючит всего лишь она - тоже пздц
Так шо, надёжность, в сравнении с обычным 1-моторным вертолётом ниже плинтуса, я бы точно на такое не сел

[kommunist]

делать дрон для перемещения человека на растояние +-200км?
какие запчасти пришлось бы использовать? какой емкости аккумулятор нужен? у с/х дрона по ссылке грузоподьемность 50кг взлетный вес 104 кг, емкость аккумулятора 20ач, вес человека +-75 кг

Дальнойные дроны потому и не бывают вертолётного типа (только самолётного), что для вашего случая 200км, вес батареек будет раза в три-четыре больше перевозимого груза. Вертолётного только до 20-30км дальности имеет смысл. Ну а самолётного типа гораздо проще и дешевле сделать на обычном ДВС, естественно и с многократно большим запасом хода чем у электро. Что отчётливо и демонстрирует дроновая гонка меж РФ и Украиной, где сейчас, пожалуй, наивысшие технологии в мире внедряются Воздух и вода среды тяжёлые, и в принципе малопригодны для электро если ради дальнобойности. К тому же, ДВС при высокой номинальной нагрузке демонстрирует свои наилучшие качества, в отличие от рваной нагрузки на наземном транспорте. Посему, в воздухе электро имеет смысл лишь в легкий дронах небольшого радиуса действия. Дальнобой на электро, да по воздуху будет оставаться утопией чуть меньше чем всегда, увы

[genadii]

20-30км

на 20 км, какое оборудование?

[kommunist]

20 км тоже не плохо, какое оборудование посмотреть?

То, что тут скинули на фото (6-моторный) считаю в высшей степени глупостью. Нельзя на таком летать человеку, в силу никакой надёжности, говорил уже почему. Только одномоторная схема без необходимости стабилизации, ну и, соответственно, с авторотацией.
Если вы изобретатель и руки растут откуда надо, могу вам накидать свою проработку такого плана. Аналогов пока в мире нет. Один из важнейших плюсов конструкции запредельная простота, а значит надёжность.