Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 47
15 минут
Это все, что нужно знать о современном уровне развития летательных аппаратов на электричестве.
Увы, современные аккумуляторы сильно уступают банальному баку бензина/керосина по соотношению запасаемой энергии на единицу массы. И если для авто это не так важно - ну забили все днище сплошными батареями, ну и фиг с ним, даже хорошо - центр тяжести ниже. То для авиации с ее ограничениями веса это пока что фатально.
Читал сегодня статтю об орехах. Их энерго-емкость - 27 МДж/кг. Литий-ионный аккумулятор имеет 0.36–0.875 МДж/кг.
Может вырастить в пробирке двигатель мышцу с ЖКТ. Пускай крутит кардан какой-нибудь. Заправлять органикой. Выбросы - удобрение для полей (да, иногда пукать будет). Чтоб подольше работал - использовать сердечные мышцы.
И да будет био-панк :)
На самом деле идея вполне здравая и не исключено, что в будущем что-то подобное будет актуально. Я недавно размышлял, что человек может сьесть полтора/два кг еды и литра 2 воды - это все, что надо для питания 80кг мышц, органов и сильно энергопотребляющего мозга на 24 часа. При этом человек решая множество сложных задач может преодолеть на том же велосипеде без особых проблем 100км. Сейчас даже гибридам нужно потратить 5 литров на эту сотню, а если мышцы-двигатели стероидами кормить? Учитывая, что мозг тут нужен элементарный, да и генномодифицировать эффективность мышц не запретят, тут вопрос о гуманности не стоит
Зато представьте, насколько увлекательными будут подготовка и сами соревнования по четверть мили)
A зачем тогда вообще самолет? Только лишний вес с собой таскать. Можно тогда уж человеку крылья вырастить, cо встроенными желудками так сказать.
Ага, и дополнительные легкие, чтобы дышать на высоте 10км, когда летишь из Москвы в Доминикану
Думаю проблема будет скорее всего такая же, как и сейчас у джетпаков/личных дронов: полет возможен только на короткие расстояния из-за количества энергии, которое можешь взять с собой без существенной потери грузоподъемности
Зёрги ликуют :)
Зачем переусложнять и ничего выращивать не надо - проф. велосипедист это уже весьма эффективный двигатель из мышц с ЖКТ в кожаной пробирке. Подводить развлечения, питание и стимуляцию к деятельности, отводить отходы и вот - будущее зеленой аэроэнергетики.
Не эффективный. Не хватает у человека мускульной тяги чтобы поднимать в воздух собственный вес.
Было несколько мускулолетов, но там все сводилось в чему-то типа "чемпион-профессионал с лютым напряжением держится в воздухе несколько минут (на вертолете) или пролетает на планере без набора на бреющем какое-то небольшое расстояние".
Для полноценного полета (с наборами высоты) выдаваемая человеком мощность должна быть чуть ли не на порядок больше, чем у лучших спортсменов.
Средний человек способен долговременно совершать полезную работу мощностью всего 100 Вт, несколько минут — 400 Вт. Профессиональные спортсмены способны выдавать 400 Вт на протяжении около часа с пиками до 1 кВт на несколько минут и 2 кВт на несколько секунд. Потребление системы на собственные нужды в покое — 80 Вт.
Мощность одного мотора в обсуждаемом самолете, напомню, равна 400 кВт и используются они постоянно…
Мощность одного мотора в обсуждаемом самолете, напомню, равна 400 кВт и используются они постоянно…
Туда придётся прикрутить ЖКТ, который и в обслуживании сложен, и сам жрать будет будь здоров.
Ну во первых это самолет для рекорда скорости а не расстояния, во вторых это не значит из что он не мог больше.
Региональному самолету надо летать до 1 часу и до 1000 км. Думаю этот рубеж достижим чисто теоретически при использовании best of practces уже сегодня. Плюс преимущества малый шум, более простое обслуживание, возможность почти вертикального взлета (при определённой компоновке), не требовательность к "качеству" топлива.
Электросамолёты для малой авиации это ближайшее будующее
Да, вон, полно электропланеров.
Взлетел на электричестве, а дальше - пари сколько хочешь.
Если надо - в воздухе можно ещё приподняться.
Ну так там у них запас хода такой же вроде - пара десятков минут.
Для сравнения, мотопараплан на паре литров бензина (которые по размеру легче и меньше аккумуляторов) может летать несколько часов.
Тут на хабре были статьи про электрический мотопараплан - так там та же фигня, разумная масса аккумуляторов обеспечивала полет в течение минут 15.
Ну так они и не проектируются специально для полётов на двигателе.
У них там пара аккумуляторов размером с автомобильный.
А если поставить аккумуляторов в 2-3 раза больше, то уже глядишь и мото-час получится.
Но суть-то у планера не в двигателе, а в планере.
Зачем жечь топливо если можно «по дороге с облаками»? И 2 часа. И 3. Пока облака не кончатся.
Конечно если они есть :)
Но, сдаётся мне, и час полёта для большинства применений вполне достаточно: покатушки, обучение…
У них там пара аккумуляторов размером с автомобильный.
А если поставить аккумуляторов в 2-3 раза больше, то уже глядишь и мото-час получится.
Но суть-то у планера не в двигателе, а в планере.
Зачем жечь топливо если можно «по дороге с облаками»? И 2 часа. И 3. Пока облака не кончатся.
Конечно если они есть :)
Но, сдаётся мне, и час полёта для большинства применений вполне достаточно: покатушки, обучение…
Аккумулятор 21700 (21 мм диаметр, 70 мм длина) имеет ёмкость 4.8 Ач, при напряжении 4.2 В. максимально, масса - 80 грамм. Он способен выдать чуть больше 15 Ватт.
Берём условно тысячу штук, получаем 15 кВт абстрактных попугаев, массу в 80 килограмм только аккумуляторов и килограмм 100-120 вообще, модуля питания.
Планеру не поплохеет от такой дополнительной нагрузки: батарейка+двигатель?
Какой-нибудь двухместный Бланик везёт пассажира массой 120 кг.
Можно себе представить одноместный планер с такими характеристиками, где эти 120 кг занимает энергоустановка.
И это — старенький планер. Сейчас они гораздо совершеннее.
Вот, можно оценить размер силовой установки и аккумуляторов для неё — для одноместного планера.
Правда подозреваю, что если он и самовзлётный, то на взлёт он всю энергию и потратит, но зато и аккумуляторы относительно небольшие.
Можно себе представить одноместный планер с такими характеристиками, где эти 120 кг занимает энергоустановка.
И это — старенький планер. Сейчас они гораздо совершеннее.
Вот, можно оценить размер силовой установки и аккумуляторов для неё — для одноместного планера.
Правда подозреваю, что если он и самовзлётный, то на взлёт он всю энергию и потратит, но зато и аккумуляторы относительно небольшие.
Плюс преимущества малый шум
Смутно помнится, что турбовинтовые двигатели шумнее чем турбореактивные со всякой высокой степенью двухконтурности.
А вот тут вы забываете про 30 мин запаса временим. А если ему не удастся сесть? На второй круг у него уйдет время, а на взлете самый отжор энергии у самолета.
Вам одного часа полета хватит только хвостом блеснуть. Вот когда будет полет 3-и часа без подзаряда, вот тогда его уже можно на что-то применить. И даже в этом случае что я сейчас вижу - однопасажирский самолет.
Сегодня региональный полет возможен только на обычном или гибридном (водородном) самолете. Электросамолету пока никак.
Вот тут пишут, что дальность должна быть 320 км:
Its 6,000-cell, cooled battery pack should have the highest energy density for an aircraft and should allow a 320 km; 170 nmi range.
Так что скорее всего 15 минут это не максимальное время нахождения самолета в воздухе, а лишь план прошедшего полета.
Нуу, чисто для сравнения - дальность полета Cessna 182 составляет около 1700 км в зависимости от комплектации.
На фоне этого дальность в 320 (после которых сколько еще часов надо заряжаться?) выглядит как-то не очень.
Пока углеводородное топливо более компактно упаковывает энергию, чем электрические аккумуляторы. Но я вижу применение электро-самолетов (электро-вертолетов, как хочешь назови) в качестве воздушного такси прямо сейчас. Пробки до аэропорта портят нервы многим пассажирам. Добраться до аэровокзала за 10 минут по воздуху - отличная альтернатива наземному транспорту. Далее аккумулятор можно быстро поменять на новый и опять в рейс. Челночный транспорт. Получится воздушный электро-самокат.
Идея аэротакси и личных вертолетов вместо машин очень старая, ей сто лет в обед. Но там есть ряд фундаментально неразрешимых сейчас проблем, из-за которых она так и остается фантастикой. Таких как зависимость от погоды, опасность в случае аварий (падающие на дома и головы людям вертолеты представили?), высокая смертность в ДТП (даже небольшое столкновение почти всегда будет сопровождаться падением, жертвами, в том числе на земле) невозможность в городе обеспечить достаточное количество мест для взлета-посадки (всюду столбы, деревья, провода ), намного более высокие требования к пилотам (неоходимость изучать кучу дополнительных дисциплин, без которых можно угробиться просто в чистом небе) и т.п.
Все это никак не решается более мощными двигателями или там типом мотора.
Поэтому дальше фантазий оно и не идет.
Эмираты рулят в воздухе.
Ну посмотрим, что из этого выйдет. Дубай - то еще место для бесконечных распильных прожектов, создающих облик "города будущего" родом из 80-х. Я в это лично не верю (а к малой авиации имею отношение, на самолете летать учился, сейчас на параплане летаю). Ту же проблему падения после любого столкновения и многих отказов как решать - непонятно (сразу скажу, что парашюты так себе выход, на малых высотах они не будут успевать раскрыться)
Пока серийных систем такого рода не существует. Видимо, не решает - слишком большие скорости.
У парапланеристов есть мягкие или надувные протекторы под задницей, но несмотря на немаленький размер, помогают они с падений всего с нескольких метров.
Смысл таких систем — как раз вместо парашюта сбрасывать скорость и одновременно амортизировать. Но пока надёжность — меньше чем у парашюта при гораздо большей сложности и стоимости. Да и бабушку на которую всё это упадёт — не спасёт.
Выход тут только в тотальном обклеивании датчиками, обмазывании AI и запрете на полёт и/или включение принудительной вынужденной посадки на ближайшей занесённой в память площадке при малейших подозрениях на поломку от этого самого AI. Всё это с целью свести вероятность поломки фатальной до пары случаев в год при миллиардах полётов. Но это пока ещё не достижимый для нас киберпанк.
Может лет через 10 — такое и будет (причём на всей моторной технике).
Выход тут только в тотальном обклеивании датчиками, обмазывании AI и запрете на полёт и/или включение принудительной вынужденной посадки на ближайшей занесённой в память площадке при малейших подозрениях на поломку от этого самого AI. Всё это с целью свести вероятность поломки фатальной до пары случаев в год при миллиардах полётов. Но это пока ещё не достижимый для нас киберпанк.
Может лет через 10 — такое и будет (причём на всей моторной технике).
Нуу, те же парапланы сравнительно массовый вид воздушного спорта. И там хватает своего хайтека и технологий, много производителей в разных странах, конкуренция, все дела. И протекторами всякими занимаются тоже. Спрос был бы, но я даже не слышал о каких-то разработках в этой сфере.
Во-первых есть проблема со срабатыванием. Почитал про эти подушки - они видимо срабатывают при столкновении, за ту долю секунды между моментом удара мотоцикла в препятствие и ударом туда же мотоциклиста. В случае с ЛА такого может не быть, например при отказе вы начнете падать безо всякого предварительного удара на который можно повесить триггер срабатывания. Само столкновение может случиться на небольшой скорости и удар будет несильным (слишком слабым для срабатывания системы), но приведет например к разрушению корпуса ЛА и затем фатальному падению вниз.
Есть еще вариант со срабатыванием в момент отделения от мотоцикла, но опять таки тут никакого отделения может не произойти, так и рухнете вниз вместе, а потом еще и взорветесь и сгорите нафиг.
Опять же вопрос со скоростями, на какой скорости эти подушки спасают жизнь. В падении скорость набирается быстро.
Можно повесить срабатывание на скорость падения или ускорение, можно на разрушение крыльев, в теории можно в разные стороны направить радио или лазерные дальномеры и срабатывать при приближении к препятствию.
Так же можно комбинировать эту систему с банальным парашютом для падения с большой высоты.
Так же можно комбинировать эту систему с банальным парашютом для падения с большой высоты.
Идея аэротакси и личных вертолетов вместо машин очень старая, ей сто лет в обед
https://ru.wikipedia.org/wiki/Город_(роман,_1952)
Годы текли слишком быстро. Годы, которые принесли с собой семейные самолеты и вертолеты, предоставив забытым автомашинам ржаветь, дорогам — приходить в негодность. Годы, которые с развитием гидропоники положили конец земледелию. Годы, которые свели на нет хозяйственное значение ферм и сделала землю дешевой. Годы, которые изгнали горожан в сельскую местность, где добрая усадьба стоила меньше жалкого городского участка. Годы, которые внесли переворот в строительство, так что семьи преспокойно бросали старое жилье и переходили в новые, по индивидуальным проектам дома стоимостью вдвое меньше довоенных, а не понравилось что-нибудь или тесно показалось — за небольшую плату переделают, перекроят по своему вкусу.
Да как это уже сделано - воздушное пространство разделено на зоны, в зоне G летай как хочешь (ну почти), в других зонах (в том числе рядом с аэропортами и воздушными трассами большой авиации) требуется разрешение, радиосвязь, диспетчерский контроль.
То есть лютые штрафы и наказания при нарушениях, это уже будет достаточно для 99% пилотов.
не поможет
Несколько я знаю, любой гражданский самолет имеет автоотвечик, который говорит что это за самолет иначе его действительно собьют средствами ПВО.
В этом случае, любое нарушение равносильно грубому нарушению, которое потянет на лишение прав и штраф в размере нескольких месяцев дохода, прямо на глазах у полицейских (потому что на радаре будет четко виден что за самолет нарушает и кто его пилот/владелец).
Если при этом работники полиции не русские, а скажем, немецкие, и договорится с ними точно не получится — нарушители очень быстро закончаться. Банально остануться без летной лицензии, самолета и/или сядут на пару лет в тюрьму.
пересекло границы, опасный для самолётов
Ну, не моментально же оно пересечет границы, на радаре все будет видно, в крайнем случае, самолеты уберут на другие эшелоны, запретят посадку/взлет, пока свяжуться по рацией с нарушителем. То есть будет летное происшествие, а не катастрофа, по итогам которого нарушитель останется без летной лицензии на которую потратил много лет и денег.
Конечно, не очень. Но и самолет совсем не пассажирский, а соответственно и до массовости Cessna как до Луны. Я лишь сказал, что вряд ли его возможности ограничиваются 15 минутами полета.
Понятно, что до показателей традиционных самолетов электрическим еще расти. Но развитие батарей и появление таких экземпляров говорит скорей о положительной динамике развития. Хотя авиация нынче переживает не самые легкие времена.
Лично мне кстати больше импонирует разработка Otto Celera 500L.
Зная особенности электромобилей, можно предположить, что возможности очень сильно зависят от режимов полёта.
Т.е. грубо говоря, возможно, на 500 км/ч он может летать всего 10 мин (+5 мин на взлёт/посадку), а на скорости 300 — полчаса/час.
Ну а это яйцо с крылышками — это да куда более практичный электролёт. Т.е. электролёты будут летать неторопливо и больше будут похоже на планеры, чем на привычные нам самолёты.
Т.е. грубо говоря, возможно, на 500 км/ч он может летать всего 10 мин (+5 мин на взлёт/посадку), а на скорости 300 — полчаса/час.
Ну а это яйцо с крылышками — это да куда более практичный электролёт. Т.е. электролёты будут летать неторопливо и больше будут похоже на планеры, чем на привычные нам самолёты.
Ну а это яйцо с крылышками — это да куда более практичный электролёт.
Если вы про Celera, то это не электролет. Но его топливная эффективность наряду с летными характеристиками (в том числе скоростью) все равно впечатляет.
Хотя подобную форму фюзеляжа наверняка можно и в электрических самолетах применить.
AirBus не остался в долгу.
Интересно, какой вес у аккумулятора?
Продолжение темы.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Электро-самолет от Rolls-Royce – “Дух инноваций”