Электроавиация

[Sergey-nn]

Black Semargl, спасибо, перечитал еще раз
Походу они делают ставку на негерметичные конструкции, закладываясь на атмосферный кислород в качестве "электролита".
Т.е. процесс становится очень похож на горение. При этом масса заряженной и разряженной АКБ будет заметно отличаться и необходима весьма активная вентиляция ячеек.
Однако посмотрим что получится не в теории а в реальности.

 

[Sergey-nn]

Эти батареи основаны на реакции лития с кислородом с образованием пероксида лития Li2O2

(https://www.tadviser.ru/index.php/Статья:Литий-воздушный_аккумулятор_(lithium-air,_Li-air))
Учитывая что атомная масса лития в два с половиной раза меньше оной у кислорода, по мере разряда рост массы такой батареи в теории может достигать 260%.
Фраза "вернулись с полными баками, так что чуть сели" начинает играть совсем иными красками

 

[Black Semargl]

Походу они делают ставку на негерметичные конструкции, закладываясь на атмосферный кислород в качестве "электролита".

Да, вместо керосина - литий. Но КПД в 2-3 раза выше.

Фраза "вернулись с полными баками, так что чуть сели"

Мжно перейти на более тяжёлые металлы (магний-алюминий), тогда оксид можно за борт.

 

[Sergey-nn]

Мжно перейти на более тяжёлые металлы (магний-алюминий), тогда оксид можно за борт.

Тогда удельная плотность энергии будет сильно другой
Да и энергоемкость производства кило "ляменя" куда выше теплотворной способности кило керосина, так что общее КПД такого "аккумулятора " окажется несколько процентов

 

[Бармалей]

ребята, читайте научные статьи.

https://www.researchgate.net/publication/360878943_Boron_Doped_Graphene_as_Anode_Material_for_Mg_Ion_Battery_A_DFT_Study

Статьи в научпопе это для того чтобы стартапы искали венчурных инвесторов в раундах переговоров. Мы сделали аккумулятор на котором можно пролететь 5000 км. Потом выясняется, что во сне.

 

[Black Semargl]

Тогда удельная плотность энергии будет сильно другой

Литий - 43 МДж/кг, Алюминий - 31 МДж/кг, Натрий - 27 МДж/кг, Магний - 24 МДж/кг
не вижу "сильно"

 

[Piper]

Любой приличный проект всегда ничинается с анализа фундаментальных ограничений - энергетический баланс, ограничения по свойствам доступных материалов, и т.д. Если этого нет - тут сразу следует насторожиться, весьма вероятно, что имеет место некая форма обмана...

По запасу энергии на борту все существующие и перспективные (на стадии, подразумевающей практическую реализицию в ближайшие годы) аккумуляторы кратно проигрывают химическому топливу. Это самоочевидный факт, который множит на ноль идею "заместительной" электроавиации - когда просто берут какой-то керосиновый/бензиновый тип и говорят, что вот теперь то он станет электрическим - это очевидная туфта...

Тем не менее, электрические решения в авиации вполне имеют право на жизнь, просто в своих нишах. Мне сейчас видится, как минимум, две:
1. Высотные беспилотные системы на солнечных батареях, этакие "псевдоспутники", несущие какую-то небольшую нагрузку (электроника), и способные держаться в воздухе много суток. Там, конечно, будет свой баланс - чем выше, тем больше солнца, но меньше эффективность пропеллера...
2. Какие-то распределенные системы (коптеры) с источником тока (газотурбинный, или даже дизельный генератор) на борту, для монтажных работ (Ми-10 так и не заместили, нефтегазовые ребята вешаются в тундре без него), реализующие возможности электропривода как такового.

 

[constructor]

Любой приличный проект всегда ничинается с анализа фундаментальных ограничений - энергетический баланс, ограничения по свойствам доступных материалов, и т.д. Если этого нет - тут сразу следует насторожиться, весьма вероятно, что имеет место некая форма обмана...

По запасу энергии на борту все существующие и перспективные (на стадии, подразумевающей практическую реализицию в ближайшие годы) аккумуляторы кратно проигрывают химическому топливу. Это самоочевидный факт, который множит на ноль идею "заместительной" электроавиации - когда просто берут какой-то керосиновый/бензиновый тип и говорят, что вот теперь то он станет электрическим - это очевидная туфта...

Тем не менее, электрические решения в авиации вполне имеют право на жизнь, просто в своих нишах. Мне сейчас видится, как минимум, две:
1. Высотные беспилотные системы на солнечных батареях, этакие "псевдоспутники", несущие какую-то небольшую нагрузку (электроника), и способные держаться в воздухе много суток. Там, конечно, будет свой баланс - чем выше, тем больше солнца, но меньше эффективность пропеллера...
2. Какие-то распределенные системы (коптеры) с источником тока (газотурбинный, или даже дизельный генератор) на борту, для монтажных работ (Ми-10 так и не заместили, нефтегазовые ребята вешаются в тундре без него), реализующие возможности электропривода как такового.

3. Учебные самолеты. Некоторое время назад много было надежд на это. Но постепенно тема заглохла. Интересно, почему. Вроде дешевле надеялись будет, для курсантов это важно, кто платит из своего кармана.

 

[Aleks W]

3. Учебные самолеты. Некоторое время назад много было надежд на это. Но постепенно тема заглохла. Интересно, почему. Вроде дешевле надеялись будет, для курсантов это важно, кто платит из своего кармана.

Такой тренировочный самолёт есть, но снова всё упирается в батарею, которой хватает на один час. И за 6 лет я не вижу прогресса. Все те же самые параметры что и были в 2016 году. Для первичной визуальной тренировки навыков взлёта / посадки такой аппарат будет дешевле для студента, но в общем - он получается слишком нишевым и всё остальное придётся делать на обычном поршневом самолёте, то есть перелёты, навигация итп.

Не представляю куда он улетит в минусовую погоду с включённым отоплением, навигационным оборудованием и радио, если его батареи хватает на 1 час коробочки, причём он вроде бы рекуперирует что-то во время снижения.

P.S. Вот вроде бы этот Velis Electro поновее, но длительность прежняя - 1 час визуально (значит с минимумом оборудования).

 

[Sergey-nn]

3. Учебные самолеты. Некоторое время назад много было надежд на это. Но постепенно тема заглохла. Интересно, почему. Вроде дешевле надеялись будет, для курсантов это важно, кто платит из своего кармана.

Учебные вряд ли
Обучение - род коммерческой деятельности.
Вторая "ипостась" - "вояки"
Коммерсам нужно максимально полное использование материально - технической базы. А о каком "максимально полном" может идти речь, если на час полета придется пол дня заряда? Один-два курсанта в день - предел мечтаний...
Про вояк все еще смешнее....

 

[Eduard_AB]

тренировочный самолёт есть, но снова всё упирается в батарею, которой хватает на один час.

поновее, но длительность прежняя - 1 час

У них, обоих, масса АКБ примерно 1/4 от полетной ЛА. В общем то и 10-15 лет назад, при таком соотношении, был тот же час.
Но тут надо учитывать один нюанс. Типовой профиль полета, при котором этот час достигается..
Т.е., если АКБ хватает на один часовой полет с оптимальным профилем, то в режиме взлет-"круг"-посадка будет хорошо, если на полчаса хватит.

...на час полета придется пол дня заряда...

Ну такие АКБ(короткого цикла) уже давно заряжаются примерно за тот же час. Только при интенсивном разряде, как в случае с циклом взлет-круг-посадка, может потребоваться еще время на остывание/охлаждение АКБ. Правда в таком режиме эксплуатации ресурс АКБ тоже будет "коротким".
Оптимальней иметь несколько комплектов АКБ(3-4) и их менять/заряжать, можно обеспечить практически весь день.
Но, учитывая стоимость таких АКБ и ЗУ для них, это выльется в дополнительную немалую сумму.
В общем "экономия" для такой задачи пока выглядит сомнительно.

 

[constructor]

Понятно разъяснили. С учётом простоев на зарядку против самолёта с ДВС нужно иметь два электрических. Мало того, летать курсанту после выпуска на чём, значит на том и учить. То есть экономия теоретически могла бы быть, а на практике с учётом всего получаются убытки.

 

[Piper]

3. Учебные самолеты. Некоторое время назад много было надежд на это. Но постепенно тема заглохла. Интересно, почему. Вроде дешевле надеялись будет, для курсантов это важно, кто платит из своего кармана.

Вряд ли. С чего бы ему дешевле быть? При первоначальном летном обучении на бензиновой мелочи стоимость именно топлива не так уж и велика. Действительно, еа PA-28 или Cessna 152 за час занятия (именно занятие, выполняя упражнения, не просто летя по прямой) съедается в районе 50 литров бензина. Не так уж и много...

Конечно, можно представить себе аналогичный самолетик с электроприводом примерно на 100 кВт, и такие попытки были/есть. Наверное, можно даже готовую силовую установку от какого-нибудь электромобиля использовать. Но сертификация такого изделия обойдется в весьма крупную сумму, которая тоже войдет в конечную цену, кроме того, для учебных самолетов исключительно важна интенсивность эксплуатации - как пчелки жужжат, только сел, уже следующий курсант бежит... Батарея же в лучшем случае даст час, ну ладно, пусть даже два часа в воздухе, а что потом? Несколько часов зарядки. Можно, конечно, заморочиться быстросъемной батареей, но во-первых - батареи сами по себе весьма дорогие, а во-вторых, для манипуляций с бандурой, весящей в половину самолета, нужна будет какая-то специальная аэродромная оснастка, плюс - усиление планера, чтобы не развалился от таких циклических манипуляций...

В общем, получается очень много затрат и возни при крайне посредственном результате. В целом, весь этот электрический энтузиазм изрядно напоминает ядерную эйфорию 1960-х, когда возникали идеи установить ядерный двигатель и на самолет, и на паровоз, и даже на танк..

 

[constructor]

В целом, весь этот электрический энтузиазм изрядно напоминает ядерную эйфорию 1960-х, когда возникали идеи установить ядерный двигатель и на самолет, и на паровоз, и даже на танк

Оно всё новое так. Иногда внедрение нового приносит баснословные прибыли. Иногда нет. Будет легкий и емкий источник электроэнергии - будут электросамолеты. Когда будет? Может через 5 лет, может через 50, или 500.

 

[Black Semargl]

По запасу энергии на борту все существующие и перспективные (на стадии, подразумевающей практическую реализицию в ближайшие годы) аккумуляторы кратно проигрывают химическому топливу.

Про ближайшие - верно, но в более дальней перспективе возможны варианты. Поэтому имеет смысл осторожно присматриваться.

2. Какие-то распределенные системы (коптеры) с источником тока, реализующие возможности электропривода как такового.

Такое даже для серьёзных самолётов рассматривают - современные движки большие и хреново под крыло помещаются. Вешать ещё движки не вариант, а вот только вентилятор с электроприводом от генератора на движке - почему нет?

3. Учебные самолеты. Некоторое время назад много было надежд на это. Но постепенно тема заглохла. Интересно, почему.

К вышеперечисленному вдобавок - их тупо мало.

 

[A_Z]

Оно всё новое так. Иногда внедрение нового приносит баснословные прибыли. Иногда нет.

А как насчёт "внедрения нового", которое гарантированно прибылей НЕ принесёт. Уж "в этой жизни" - точно.

Будет легкий и емкий источник электроэнергии - будут электросамолеты. Когда будет? Может через 5 лет, может через 50, или 500.

А кушать стартаперам хочется уже сегодня - поэтому обещают, что будет завтра.

 

[Бармалей]

Кормить машину ФРС ещё та задача. Научись врать в прогнозах, измени текст электрохимических законов и найди тех, кто их не знает. Сейчас водородная истерия началась. Процесс производства водорода инвесторы изучали слабо. Особенно затраты. Но главное светлое tomorrow

 

[Aleks W]

Коммерсам нужно максимально полное использование материально - технической базы. А о каком "максимально полном" может идти речь, если на час полета придется пол дня заряда? Один-два курсанта в день - предел мечтаний...

Ну такие АКБ(короткого цикла) уже давно заряжаются примерно за тот же час.

Я сейчас почитал описание Велиса Электро, они пишут что зарядка с 30% до 100% может занимать до двух часов.

Оптимальней иметь несколько комплектов АКБ(3-4) и их менять/заряжать, можно обеспечить практически весь день.

Я тоже так думал, но они вот на этой последней модели ушли от этого решения. Одна из причин - жидкое охлаждение батареи, которое не позволяет их быстро менять. Батарея разделена на 2 блока и каждый 70 кг весит. Получается что после каждого учебного полёта, надо ждать 1.5-2 часа либо иметь второй самолёт наготове.

 

[A_Z]

1. Высотные беспилотные системы на солнечных батареях, этакие "псевдоспутники", несущие какую-то небольшую нагрузку (электроника), и способные держаться в воздухе много суток. Там, конечно, будет свой баланс - чем выше, тем больше солнца, но меньше эффективность пропеллера...

Почитайте про "солнцелёты" и "кислородолёты" в книге Карла Гильзина "В небе завтрашнего дня" (1958 г.).

 

[Kwispel]

Aleks W, зачем заряжать до 100%? До 80-90% зарядка идет быстро, последние 10% медленно. С электромобилями также.