Электрический двигатель для самолётов

реально? интересно? баян?
 
+
-
edit
 

stas27

эксперт
★☆
Сегодня по радио услышал:

Dinosaurs Great at Growing * Dinosaurs do the Duck Paddle * Monarch Butterflies Navigate Without Map * Shark Tooth Weapons Reveal Lost Species * Humans Caused Bird Extinctions in Pacific Islands * Electric Engines for Aircraft | Quirks & Quarks with Bob McDonald | CBC Radio

This week, we have two exciting dinosaur discoveries involving Canadian researchers, one looking at  how dinosaurs grew, and the other an insight into  how they might have swum. Plus, we'll find out how monarch butterflies manage to keep their course; we'll hear about Pacific islanders who made ferocious weapons // www.cbc.ca
 

Говорили, что этот двигатель теоретически может быть в 55 раз эффективнее ТРД [показать]
. Правда, сам интервьюирумый говорил, что не знает, реально ли применить такой движок на аппарате разумных размеров.

Что народ думает? На сайте CBC ценные ссылки есть:

On the performance of electrohydrodynamic propulsion

Skip to main page content Partially ionized fluids can gain net momentum under an electric field, as charged particles undergo momentum-transfer collisions with neutral molecules in a phenomenon termed an ionic wind. Electrohydrodynamic (EHD) thrusters generate thrust by using two or more electrodes to ionize the ambient fluid and create an electric field. We characterize the performance of EHD thrusters of single- (SS) and dual-stage (DS) configurations. // Дальше — rspa.royalsocietypublishing.org
 

A mighty wind - MIT News Office

Thrusters powered by ionic wind may be an efficient alternative to conventional atmospheric propulsion technologies. // web.mit.edu
 

и т.п.
С уважением, Стас.  26.0.1410.6426.0.1410.64
+
+1
-
edit
 

hcube

старожил
★☆

stas27> Говорили, что этот двигатель теоретически может быть в [spoiler|55 раз эффективнее ТРД]

В 55 раз МЕНЕЕ эффективен, чем ТРД ;-) Ионный вентилятор - это тот еще боян, о нем все отлично знают. КПД у него ниже плинтуса из-за необходимости ионизации воздуха. Ну и старика Ньютона тоже никто не отменял - даже со 100% эффективностью, все равно надо захватывать и разгонять некую массу воздуха. Т.е. разместить решетку ионника по всей поверхности самолета.
Убей в себе зомби!  8.08.0

Lamort

ограниченный
☆★★★
админ. бан
hcube> Ну и старика Ньютона тоже никто не отменял - даже со 100% эффективностью, все равно надо захватывать и разгонять некую массу воздуха. Т.е. разместить решетку ионника по всей поверхности самолета.
Не говорите глупостей, ионный двигатель менее эффективен именно по той причине, что энергия затрачиваемая на ионизацию гораздо больше энергии затрачиваемой на простое механическое ускорение воздуха.
Если бы воздух был уже ионизированным, то может и был бы эффективнее.
 

stas27

эксперт
★☆
stas27>> Говорили, что этот двигатель теоретически может быть в [spoiler|55 раз эффективнее ТРД]
hcube> В 55 раз МЕНЕЕ эффективен, чем ТРД ;-)
По тяге эффективнее - см. Под спойлером текст. Якобы он дает 110 Ньютонов на киловатт, а трд - 2.
hcube> КПД у него ниже плинтуса из-за необходимости ионизации воздуха. Ну и старика Ньютона тоже никто не отменял - даже со 100% эффективностью, все равно надо захватывать и разгонять некую массу воздуха. Т.е. разместить решетку ионника по всей поверхности самолета.

Про КПД они молчали. По то, что нужна вся площадь - говорили. И сумлевались - хватит ли размеров. Говорили, что нужно создать разницу напряжения в пару мегавольт между "эмиттером" и "стоком", и что якобы это в принципе можно делать безопасно для пассажиров - ударов молнии, мол, самолеты не боятся...
С уважением, Стас.  
+
+1
-
edit
 

hcube

старожил
★☆

stas27> По тяге эффективнее - см. Под спойлером текст. Якобы он дает 110 Ньютонов на киловатт, а трд - 2.

Ага. Тогда домкрат еще более эффективен ;-)
Убей в себе зомби!  8.08.0

stas27

эксперт
★☆
stas27>> По тяге эффективнее - см. Под спойлером текст. Якобы он дает 110 Ньютонов на киловатт, а трд - 2.
hcube> Ага. Тогда домкрат еще более эффективен ;-)

Домкрат не домкрат, а авторы славят геликоптер [показать]
. Дескать, поскольку от ионного двигателя ветер медлен и широк, в нём нет потерь на остающуюся тепловую и кинетическую энергию выхлопа. ;)

P.S. Их статья:
С уважением, Стас.  26.0.1410.6426.0.1410.64

Дем
Dem_anywhere

аксакал

hcube> КПД у него ниже плинтуса из-за необходимости ионизации воздуха.
А ТРД воздух тупо греет - хрен редьки не слаще.

Тут немного другое - откуда собственно электричество брать? На ролике тупо из розетки :) а на свободно летающем аппарате придётся ставить генератор, а крутить его будет ... ТРД :D :D :D
 20.020.0
+
+1
-
edit
 

Lamort

ограниченный
☆★★★
админ. бан
Дем> Тут немного другое - откуда собственно электричество брать? На ролике тупо из розетки :) а на свободно летающем аппарате придётся ставить генератор, а крутить его будет ... ТРД :D :D :D
Да, только есть небольшая разница, создавая тягу ТРД превращает энергию топлива в основном в энергию вылетающего из него воздуха, а в этом случае он будет превращать её в механическую энергию, а потом в электрическую, при этом КПД получения полезной энергии будет гораздо больше.
Возможно будет.

Все вопросы к таким штуковинам по части ионизации, в остальном всё, в принципе, должно работать.
 

Дем
Dem_anywhere

аксакал

Lamort> при этом КПД получения полезной энергии будет гораздо больше.
Угу, но потом домножаем ещё на КПД движка. И итог получится явно меньше....
 20.020.0

Lamort

ограниченный
☆★★★
админ. бан
Lamort>> при этом КПД получения полезной энергии будет гораздо больше.
Дем> Угу, но потом домножаем ещё на КПД движка. И итог получится явно меньше....

КПД преобразования в электроэнергию 40-60%, и если заявление "про 55%" верно, то получится "что-то такое раз 25", - в любом случае раз в 10 больше, чем ТРД. :)

Вопрос совершенно в другом, - какова будет удельная тяга этой штуковины.
Смысл вот в чём, - для создания определённой величины тяги нужен определённый ток сквозь воздух, при этом проводимость воздуха низкая. Если мы работаем с каким-то "маленьким" аппаратом, - отношение площади к массе велико, то у нас хватает величины результирующей тяги даже с плохой проводимостью воздуха.
Но если аппарат на порядки больше, то нужна большая удельная тяга и естественной проводимости воздуха начнёт не хватать. :)

Грубо говоря, - пушинку электростатика поднимает, а вот камушек уже "фиг вам", примерно та же зависимость. :)

Уточню, - я не говорю "нет", я говорю, что надо всё корректно оценивать.
 
RU просто спокойный тип #17.04.2013 13:35  @Lamort#17.04.2013 12:59
+
-
edit
 

просто спокойный тип
Спокойный_Тип

старожил

для самолёта - если мы прикручиваем такое к ГТД это меняет второй контур ДТРД (или пропеллер ТВД) на вот такой ионный двигатель
ионный двигатель не греет рабочее тело (воздух) - ну так и пропеллер тоже как бы не греет, в чём тут выгода, кпд прямой механической передачи на винт будет выше
тогда уж лучше делать типа форсаж - ионизированный газ на выходе ГТД дальше толкать

вот если у нас есть источник электроэнергии типа топливного элемента который сразу даёт электричество - может иметь смысл

ps
55 к 2 - интересно как у них такое соотношение получилось
ми-26..56тонн, 22800 л.с. - получается примерно 33 килоньютона на киловатт
для НК-12 где-то 9-10
If plan A didn't work , the alphabet has 25 more letters ! so stay cool  20.020.0
Это сообщение редактировалось 17.04.2013 в 13:55
RU Lamort #17.04.2013 13:58  @спокойный тип#17.04.2013 13:35
+
-
edit
 

Lamort

ограниченный
☆★★★
админ. бан
п.с.т.> для самолёта - если мы прикручиваем такое к ГТД это меняет второй контур ДТРД (или пропеллер ТВД) на вот такой ионный двигатель
п.с.т.> ионный двигатель не греет рабочее тело (воздух) - ну так и пропеллер тоже как бы не греет, в чём тут выгода, кпд прямой механической передачи на винт будет выше
п.с.т.> тогда уж лучше делать типа форсаж - ионизированный газ на выходе ГТД дальше толкать

Да совершенно верно, весь вопрос в "размере и массе пропеллера", - ионный двигатель не требует подвижных механических частей для ускорения большой массы воздуха.
Пропеллер очень большого размера будет иметь такой же или больший КПД, но как вы собираетесь летать с огромным пропеллером на большой скорости?

Помимо этого есть ещё один фактор, - заряженный газ можно формировать объемно, с помощью, например, эмиссии электронов в воздух, а в случае пропеллера его КПД пропорционально площади пропеллера.

п.с.т.> вот если у нас есть источник электроэнергии типа топливного элемента который сразу даёт электричество - может иметь смысл

Никакой разницы, в данном случае надо рассматривать сравнение со связкой топливный элемент - электромотор - пропеллер.

Собственно говоря, ионный двигатель это попытка сделать "очень большой пропеллер, который сам не движется". :)
 
RU просто спокойный тип #17.04.2013 14:28  @Lamort#17.04.2013 13:58
+
-
edit
 

просто спокойный тип
Спокойный_Тип

старожил

Lamort> Помимо этого есть ещё один фактор, - заряженный газ можно формировать объемно, с помощью, например, эмиссии электронов в воздух, а в случае пропеллера его КПД пропорционально площади пропеллера.

не вижу тут отличий - у ионника будет площадь захвата обкладками его рабочего тела(не знаю как правильно называется), у винта диаметр...в любом случае
тяга - да, пропорциональна площади, кпд - скорее от других вещей зависит чем от площади на прямую...впрочем и для любого другого движителя

Lamort> Никакой разницы, в данном случае надо рассматривать сравнение со связкой топливный элемент - электромотор - пропеллер.
ну как вариант, хотя ИМХО такая связка СЕЙЧАС уступит тому что есть - ГТД+редуктор+винт или ДТРД, у нас ЕЩЁ нет топливных элементов сравнимых с прямым преобразованием в механическую энергию через ГТД


вот если допустим у нас есть хороший компактный топливный элемент который держит мегаватты в течении часов с хорошим КПД, тогда вокруг него можно сделать вот такой ионник совмещённый с системой охлаждения ТЭ
If plan A didn't work , the alphabet has 25 more letters ! so stay cool  20.020.0
Это сообщение редактировалось 17.04.2013 в 14:35

stas27

эксперт
★☆
...
Lamort> Вопрос совершенно в другом, - какова будет удельная тяга этой штуковины.
...
О, спасибо за перевод. Авторы неуклонно (в т.ч. в интервью на радио) говорят о том, что они пока не могут оценить возможную thrust density. И поэтому не знают, возможно ли использование этого подхода в практике (один в один почти с тем, что Вы пишете).
С уважением, Стас.  26.0.1410.6426.0.1410.64
RU Lamort #18.04.2013 01:50  @спокойный тип#17.04.2013 14:28
+
-
edit
 

Lamort

ограниченный
☆★★★
админ. бан
п.с.т.> не вижу тут отличий - у ионника будет площадь захвата обкладками его рабочего тела(не знаю как правильно называется), у винта диаметр...в любом случае
п.с.т.> тяга - да, пропорциональна площади, кпд - скорее от других вещей зависит чем от площади на прямую...впрочем и для любого другого движителя

В данном случае не нужно никакого "захвата обкладками рабочего тела", достаточно, например, просто поставить два штыря, - с одного будет происходить эмиссия электронов, а другой будет их притягивать.
Или просто ставится электронная пушка, которая насыщает воздух спереди электронами, а положительно заряженная часть аппарата, находящаяся сзади притягивает электризованный воздух и, соответственно, притягивается сама.
Правда при этом возникнет проблема как разрядить весь воздух возле задней части, чтобы он пролетев мимо не начал тянуть аппарат обратно. :)

п.с.т.> ну как вариант, хотя ИМХО такая связка СЕЙЧАС уступит тому что есть - ГТД+редуктор+винт или ДТРД, у нас ЕЩЁ нет топливных элементов сравнимых с прямым преобразованием в механическую энергию через ГТД

По КПД топливные элементы вроде бы дают более 90%, другой вопрос это стоимость, вес и срок службы топливных элементов.

п.с.т.> вот если допустим у нас есть хороший компактный топливный элемент который держит мегаватты в течении часов с хорошим КПД, тогда вокруг него можно сделать вот такой ионник совмещённый с системой охлаждения ТЭ

Надо оценивать "конкретные железяки", невозможно что-то сказать исходя из общих соображений. :)
 
+
+1
-
edit
 

Lamort

ограниченный
☆★★★
админ. бан
stas27> ...
Lamort>> Вопрос совершенно в другом, - какова будет удельная тяга этой штуковины.
stas27> ...
stas27> О, спасибо за перевод. Авторы неуклонно (в т.ч. в интервью на радио) говорят о том, что они пока не могут оценить возможную thrust density. И поэтому не знают, возможно ли использование этого подхода в практике (один в один почти с тем, что Вы пишете).

Это очевидная проблема всех подобных затей, например, идеи снимать механическую энергию набегающего потока с помощью МГД-генератора в воздухозаборнике. Американцы, вроде бы, недавно даже проводили испытания такой системы.
Всё упирается в то, что даже нагретый до сотен, да и до тысяч градусов воздух очень плохой проводник, его надо как-то принудительно ионизировать, вопрос в том как именно и "что это будет стоить".
 

Дем
Dem_anywhere

аксакал

Lamort> В данном случае не нужно никакого "захвата обкладками рабочего тела", достаточно, например, просто поставить два штыря, - с одного будет происходить эмиссия электронов, а другой будет их притягивать.
Только тут напомню, что для разгона мы тратим энергию, а нужен-то нам импульс... т.е. потери будут тем больше, чем меньше процент молекул которые мы сможем зарядить...
 20.020.0

Lamort

ограниченный
☆★★★
админ. бан
Дем> Только тут напомню, что для разгона мы тратим энергию, а нужен-то нам импульс... т.е. потери будут тем больше, чем меньше процент молекул которые мы сможем зарядить...

Так было бы, если бы молекулы свободно болтались в пустоте не сталкиваясь друг с другом, но в реальном газе появление поступательной составляющей движения отдельных молекул приведёт к тому, что весь газ начнёт движение.
 

Дем
Dem_anywhere

аксакал

Lamort> ...
Это уже потом... и "лишняя" энергия перейдёт в нагрев газа...
 20.020.0
AD Реклама Google — средство выживания форумов :)

Lamort

ограниченный
☆★★★
админ. бан
Lamort>> ...
Дем> Это уже потом... и "лишняя" энергия перейдёт в нагрев газа...

Дело в том, что электрический двигатель работает для объекта имеющего размеры и массу примерно как у детского воздушного змея, так что воздух увлекается зарядами.
Но для более плотного объекта начнёт не хватать заряда, его надо будет как-то принудительно загонять в воздух и это приведёт к повышению затрат энергии, или же просто не получится нужной тяги.
 

в начало страницы | новое
 
Поиск
Поддержка
Поддержи форум!
ЯндексЯндекс. ДеньгиХочу такую же кнопку
Настройки
Твиттер сайта
Статистика
Рейтинг@Mail.ru