Category Archives: Двигатель

Двигатель raptor: Ракетный двигатель Raptor 2 стал компактнее и на 20% производительнее / Хабр

что изменила SpaceX? Everyday Astronaut / Хабр

Видео от Тима Тодда (Everyday Astronaut)

Обзор двигателя Raptor:

В последние месяцы мы наблюдали переход SpaceX с версий двигателя Raptor, которые использовались на Starhopper, SN5, SN6, SN8, SN9, SN10 и SN11: Raptor v1.0, и Raptor, используемым на SN15, S20. и B4: Raptor v1.5. Новая версия Raptor, получившая название Raptor 2, имеет большое количество улучшений производительности и надежности; что SpaceX изменила в Raptor 2 и почему эти изменения выгодны для Starship?

Наглядное сравнение Raptor 1 и Raptor 2.

Двигатель Raptor

Двигатель Raptor представляет собой двигатель закрытого цикла с полной газификацией компонентов топлива (FFSCC), который работает на сверхохлажденном жидком кислороде и сверхохлажденном жидком метане Ch5, который будет установлен на космический носитель следующего поколения SpaceX: Starship. В двигателе Raptor используется очень выгодный цикл FFSCC, максимально увеличивающий импульс, генерируемый заданным количеством топлива. Это третий двигатель FFSCC, когда-либо разработанный, и первый, покинувший испытательный стенд.

Диаграмма, показывает схему двигателя замкнутого цикла с полной газификацией компонентов топлива.

Первая ступень Starship, называемая Super Heavy, будет оборудована 33 двигателями Raptor: 20 двигателей Raptor без карданного подвеса в самом внешнем кольце; 10 двигателей на карданном подвесе в среднем кольце; и три центральных двигателя в самом внутреннем кольце. Ожидается, что в будущем это число уменьшится, поскольку SpaceX продолжит модернизацию двигателя Raptor. На второй ступени, Starship, в настоящее время установлено шесть двигателей: три двигателя без карданного подвеса, оптимизированные для работы в вакууме и три двигателя с карданным подвесом для работы на уровне моря. Генеральный директор и технический директор SpaceX Илон Маск отметил, что в будущем Ship, вероятно, получит еще три двигателя оптимизированных для работы в вакууме.

Компоновка двигателя Superheavy 33 Raptor.Компоновка двигателя Starship Raptor. (Источник: SpaceX)

Raptor изготовлен из запатентованного SpaceX сплава SX500, медных, алюминиевых и стальных сплавов — нет информации, позволяющей предположить, что сплавы значительно изменились между Raptor 1 и Raptor 2. Двигатель использует некоторое количество элементов 3D-печати; однако SpaceX пытается максимально отказаться от 3D-печати из-за невозможности масштабирования, высокой стоимости и низкой скорости производства.

Одной из самых впечатляющих характеристик Raptor является его диапазон карданного подвеса: двигатель может поворачиваться на 15 градусов по осям X и Z. Это необходимо для выполнения маневра «перевернуть и затормозить», которое делает Starship. Диапазон карданного подвеса в 15 градусов — это много; для сравнения, RS-25 имеет 12,5 градусов, а двигатель SpaceX Merlin 5 градусов на первой ступени.

Диапазон карданного подвеса Raptor 2 составляет 15°.

Изменения

В начале 2022 года был замечен первый Raptor 2, что ознаменовало конец истории Raptor 1 — после начала производства Raptor 2 SpaceX прекратила производство всех двигателей Raptor 1. 5.

По сравнению с оригинальным Raptor, Raptor 2 выглядит почти незавершенным — большое количество трубопроводов и датчиков было удалено, что изменило внешний вид двигателя с «елочки» на значительно более компактный вид. В оригинальной версии Raptor, пока SpaceX училась запускать двигатель, требовалось очень большое количество датчиков для разработки, чтобы они могли отслеживать давление и температуру по всему двигателю. Кроме того, многие клапаны были объединены в клапанные пластины, что еще больше упростило трубопроводы.

Удалив большое количество этих компонентов, SpaceX сделала двигатель более огнестойким и термостойким: явный шаг к цели SpaceX по удалению всех кожухов двигателя с ракеты-носителя, что уменьшило бы массу ракеты-носителя. Это яркий пример мантры Маска «лучшая часть — это отсутствие части».

Еще одно различие между Raptor 1 и Raptor 2 заключается в удалении факельных воспламенителей в основной камере сгорания. Вместо использования резервных факельных воспламенителей хорошо перемешанный горячий газообразный кислород и горячий газообразный Ch5 самовоспламеняются под воздействием высокой температуры и давления. Это изменение еще больше снижает массу двигателя.

Raptor 2 также имеет меньше фланцев, чем на исходных версиях Raptor. Фланцы отлично подходят для прототипирования, когда необходимо заменить детали, но они увеличивают массу и увеличивают потери давления в двигателе. Теперь, когда конструкция стала более стабильной, SpaceX смогла удалить многие фланцевые соединения на двигателе, вплоть до того, что надеется удалить все фланцы на Raptor 2.5, что еще больше увеличит тягу до 250 тонн и дебютирует на 12-ом ускорителе.

Визуализация, демонстрирующая шаг к удалению фланцев на Raptor 2 по сравнению с Raptor 1.

Изменение сопла

Самым фундаментальным изменением было расширение критического сечения сопла. Большее критическое сечение сопла позволяет большему количеству топлива проходить через двигатель, увеличивая тягу. Однако это изменение уменьшает коэффициент расширения — отношение между площадью выходного отверстия сопла и площадью критического сечения сопла. Чем выше степень расширения, тем больше работы выполняет сопло для преобразования высокого давления в высокую скорость, увеличивая удельный импульс двигателя.

Сравнение Raptor 1 и Raptor 2

Raptor 1 и Raptor 2 имеют одинаковый диаметр выходного отверстия сопла, а остальная часть двигателя имеет практически одинаковые размеры. Тем не менее, Raptor 2 значительно легче, чем Raptor 1 — Raptor 1 весил примерно 2000 кг (конечно, масса зависит от того, есть ли у двигателя кардан), а Raptor 2 — около 1600 кг.

Давление в камере MCC Raptor 2 составляет поразительные 300 бар — самое высокое давление MCC среди всех ракетных двигателей. Это значительно выше, чем у Raptor 1 с давлением в камере 250 бар. Предыдущим рекордсменом по самому высокому давлению в камере был российский РД-180, работающий при давлении 267 бар.

Из-за большего критического сечения сопла и повышенного давления в камере Raptor получил увеличенную тягу: Raptor 1 создавал 185 тонн тяги, а Raptor 2 — 230 тонн тяги. Однако недостатком расширения критического сечения сопла является снижение ISP: Raptor 1 имеет примерно 330 секунд ISP, а Raptor 2 достигает 327 секунд. 2 ускорения тратятся исключительно на борьбу с гравитационным колодцем Земли. При соотношении тяги к массе 1,25:1 80 % тяги тратится на борьбу с гравитацией, и только 20 % тяги используется для разгона корабля при 0,25 g. Несмотря на всего лишь 25-процентное увеличение тяги по сравнению TWR 1 : 1, это бесконечно увеличивает ЧИСТУЮ работу, выполняемую на ускорителе.

Поднимая до TWR 1,5 : 1, 66% тяги теряется на гравитацию, а остальные 33% совершает работу по разгону аппарата. Несмотря на увеличение тяги всего на 16 %, это увеличивает работу, выполняемую ускорителем, на 100 %.

Raptor 1 имеет приблизительный TWR 1,25 при старте, а Raptor 2 будет иметь TWR 1,5 при старте. Это 100-процентное увеличение работы, выполняемой в начале полета, значительно важнее, чем 1-процентное снижение ISP. Это имеет много преимуществ, например, ракета-носитель находится ниже в конце работы ускорителя, уменьшая количество топлива, необходимое для возвращения ракеты-носителя.

График, показывающий гравитационные потери.

Будущее Raptor

Основная цель Маска состоит в том, чтобы стоимость тонны тяги Raptor была ниже 1000 долларов, а это означает, что для производства Raptor необходимо около 250 000 долларов. С этой целью ясно, что SpaceX продолжит делать Raptor более простым и дешевым в производстве, включая удаление всех фланцев на Raptor 2.5 и удаление как можно большего количества ‘элементов 3D-печати из производственной последовательности. Raptor 2.5 предназначен для дальнейшего увеличения тяги Raptor до 250 тонн тяги при давлении MCC 330 бар.

Кроме того, SpaceX пытается полностью отказаться от завесного охлаждения двигателя; есть несколько способов, которыми SpaceX может добиться этого, в том числе дополнительное завесное охлаждение или работа MCC с более высоким содержанием топлива. В настоящее время SpaceX изучает, будет ли выгоден отказ от завесного охлаждения горловины.

В целом ясно, что Raptor в настоящее время находится в начале пути. Подобно тому, что SpaceX сделала с двигателем Merlin, двигатель будет продолжать развиваться по мере того, как SpaceX будет больше летать, больше строить и больше тестировать.

Первоисточник

Илон Маск рассказал об увеличении тяги нового двигателя Raptor 2 для лунной ракеты — Газета.Ru

Илон Маск рассказал об увеличении тяги нового двигателя Raptor 2 для лунной ракеты — Газета.Ru | Новости

close

100%

Ракетный двигатель Raptor 2 обладает значительно большей тягой при меньшем весе по сравнению с Raptor. Об этом глава компании SpaceX Илон Маск заявил в Twitter.

Тяга и собственная масса считаются одними из важнейших характеристик ракетного двигателя. И то, и другое позволяет значительно повысить массу выводимой полезной нагрузки или используемого топлива.

Twitter-аккаунт издания Everyday Astronaut опубликовал две трехмерные модели: двигатель Raptor и его обновленную версию, Raptor 2, которая проходит финальные испытания. Авторы предположили, что новый двигатель будет весить 1600 килограммов против 2000 килограммов у старого. На это сообщение ответил Илон Маск. Он подтвердил, что масса и правда снизится примерно на 20%, а тяга, напротив, возрастет на 20%. Согласно ранее опубликованным данным, тяга Raptor примерно равна 185 тоннам-сил. Однако приоритетом при разработке Raptor 2, по словам главы SpaceX, считается увеличение надежности, облегчение производства и снижение цены.

Двигатели Raptor (и Raptor 2) SpaceX планирует устанавливать на Starship — сверхтяжелую ракету нового поколения с возможностью многократного повторного использования. Именно с помощью этой ракеты и интегрированного в ее верхнюю ступень космического корабля Илон Маск планирует отправить людей на Марс и выполнить контракт NASA по доставке астронавтов на Луну к 2025-2026 году.

Подписывайтесь на «Газету.Ru» в Новостях, Дзен и Telegram.
Чтобы сообщить об ошибке, выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

Новости

Дзен

Telegram

Анастасия Миронова

«Мсье, это какая страна?»

О том, что прозрачный мир сделал государства безликими

Владислав Набоков

Технологии на службе страховщиков

О том, как нейросеть поможет получить выплату по страховке

Владимир Трегубов

Новая форма денег

О перспективах криптовалюты

Георгий Бовт

Невообразимое будущее

О том, лучше или хуже нас будут жить наши дети

Алексей Мухин

Правила против права

О западных ценностях, которые превыше законодательства

Найдена ошибка?

Закрыть

Спасибо за ваше сообщение, мы скоро все поправим.

Продолжить чтение

SpaceX теперь строит двигатель Raptor в день, сообщает НАСА

Быстрые хищники —

«Это, кстати, очень высоко в их списке самых опасных.»

org/Person»>
Эрик Бергер
—

Несколько ракетных двигателей Raptor, установленных на ракете Super Heavy.

Илон Маск/Twitter

Высокопоставленный представитель НАСА заявил на этой неделе, что SpaceX «очень хорошо» проделала работу по разработке транспортного средства для высадки людей на поверхность Луны, предприняв шаги для решения двух проблем космического агентства. самые большие опасения.

НАСА выбрало SpaceX и Starship для своей системы посадки человека в апреле 2021 года. В некотором смысле это был самый рискованный выбор вариантов НАСА, потому что Starship — очень большой и технически совершенный корабль. Однако из-за того, что компания самостоятельно вложила в проект миллиарды долларов, SpaceX представила самую низкую цену, и, исходя из своей предыдущей работы со SpaceX, НАСА было уверено, что компания в конечном итоге добьется успеха.

Двумя самыми большими проблемами технологического развития НАСА были новый ракетный двигатель Raptor и транспортировка и хранение жидкого кислорода и метанового топлива на орбите, сказал Марк Кирасич, заместитель помощника администратора НАСА, курирующий разработку миссий Artemis на Луну. Однако во время заседания подкомитета Консультативного совета НАСА в понедельник Кирасич заявил, что SpaceX добилась существенного прогресса в обеих областях.

На Raptor

Ракетный двигатель Raptor имеет решающее значение для успеха Starship. Тридцать три из этих двигателей Raptor 2 приводят в действие ускоритель Super Heavy, который служит первой ступенью корабля, а еще шесть используются разгонным блоком Starship. Для успешной лунной миссии эти двигатели должны будут успешно повторно зажечься на поверхности Луны, чтобы доставить астронавтов обратно на орбиту внутри звездолета. Если двигатели откажут, астронавты, вероятно, погибнут.

Рекламное объявление

«SpaceX очень быстро продвигается вперед в разработке», — сказал Кирасич о Raptor. «Мы видели, как они производят то, что называлось Raptor 1.0. С тех пор они обновились до Raptor 2.0, что, во-первых, повышает производительность и тягу, а во-вторых, уменьшает количество деталей, сокращая время на производство и испытания. Они строят эти штуки. очень быстро. Их целью было семь двигателей в неделю, и они достигли этой цели около четверти назад. Так что теперь они строят семь двигателей в неделю».

Для сравнения: ракетный двигатель Raptor 2 развивает тягу примерно в 510 000 фунтов. Это почти идентично количеству тяги, создаваемой двигателем RS-25, который будет использоваться для питания ракеты NASA Space Launch System. Этот двигатель был спроектирован и разработан компанией Rocketdyne в 1970-х годов для программы космических челноков, и компания имеет многолетний опыт их производства.

В 2015 году НАСА заключило с Aerojet Rocketdyne контракт на сумму 1,16 миллиарда долларов на «перезапуск производственной линии» двигателя RS-25. Опять же, это были деньги только на восстановление производственных мощностей, а не на создание двигателей. НАСА платит более 100 миллионов долларов за каждого из них. При начальном финансировании целью Aerojet Rocketdyne было производство четырех таких двигателей в год 9. 0030 .

Кирасич сказал, что по мере создания и испытаний Raptor SpaceX быстро повторяет эти процессы и производит двигатели более высокого качества.

Эрик Бергер
Эрик Бергер — старший космический редактор Ars Technica, освещающий все, от астрономии до частного космоса и НАСА, и автор книги «Отлет» о подъеме SpaceX. Сертифицированный метеоролог, Эрик живет в Хьюстоне.

Рекламное объявление

← Предыдущая история Следующая история →

Raptor 1 против Raptor 2: что изменила SpaceX?

Обзор двигателя Raptor:

В последние месяцы мы наблюдали переход SpaceX с версии Raptor, которая использовалась в Starhopper, SN5, SN6, SN8, SN9, SN10 и SN11: Raptor v1.0 и версию Raptor, используемый на SN15, S20 и B4: Raptor v1.5. Новая версия Raptor, получившая название Raptor 2, имеет большое количество улучшений производительности и надежности; что SpaceX изменила в Raptor 2 и почему эти изменения выгодны для Starship?

Параллельное сравнение Raptor 1 и Raptor 2.

Raptor Rundown

Двигатель Raptor представляет собой двигатель с полным циклом ступенчатого сгорания (FFSCC), работающий на переохлажденном жидком кислороде и переохлажденном жидком метане (Ch5). , оба из которых будут работать на космическом корабле SpaceX следующего поколения: Starship. Двигатель Raptor использует очень выгодный цикл FFSCC, максимизирующий импульс, генерируемый заданным количеством топлива — это третий двигатель FFSCC, когда-либо разработанный, и первый, покинувший испытательный стенд.

Диаграмма, показывающая схему полного цикла двигателя внутреннего сгорания со ступенчатой ​​подачей.

Первая ступень Starship, называемая Super Heavy, будет битком набита 33 двигателями Raptor: 20 двигателей Raptor без карданного подвеса в самом внешнем кольце; 10 карданных двигателей в среднем кольце; и три центральных двигателя с карданным подвесом в самом внутреннем кольце. Ожидается, что в будущем это число уменьшится, поскольку SpaceX продолжит модернизацию Raptor. На второй ступени, Starship, в настоящее время установлено шесть двигателей: три двигателя без подвеса с оптимизированным вакуумом и три двигателя с подвесом на уровне моря. Генеральный директор и технический директор SpaceX Илон Маск отметил, что в будущем корабль, вероятно, получит еще три двигателя с оптимизированным вакуумом, как только они увеличат длину корабля.

Компоновка двигателя Super Heavy 33 Raptor. Компоновка двигателя Starship Raptor. (Фото: SpaceX)

Raptor изготовлен из запатентованного SpaceX сплава SX500, медных, алюминиевых и стальных сплавов — нет информации, позволяющей предположить, что они значительно изменились между Raptor 1 и Raptor 2. Двигатель полагается на небольшое количество 3D печать; однако SpaceX пытается максимально отказаться от 3D-печати из-за невозможности масштабирования, высокой стоимости и низкой скорости производства.

Одной из самых впечатляющих характеристик Raptor является его диапазон подвеса: двигатель может поворачиваться на 15 градусов по осям Y и Z, что необходимо для посадки «переверни и сожги», которую выполняет Starship. Диапазон подвеса в 15 градусов — это много; для сравнения, подвес RS-25 на 12,5 градусов и двигатель SpaceX Merlin на 5 градусов на первой ступени.

Диапазон подвеса Raptor 2 составляет 15°.

Изменения

В начале 2022 года был замечен первый Raptor 2, что ознаменовало конец Raptor 1 — после начала производства Raptor 2 SpaceX прекратила производство всех двигателей Raptor 1.5.

По сравнению с оригинальным Raptor, Raptor 2 выглядит на грани незавершенности — большое количество сантехники и датчиков было удалено, что изменило внешний вид двигателя «рождественской елки» на значительно более чистый вид. В оригинальной версии Raptor, пока SpaceX училась управлять двигателем, требовалось очень большое количество датчиков разработки, позволяющих отслеживать давление и температуру во всех трубопроводах Raptor. Кроме того, многие клапаны были объединены в клапанные пластины, что еще больше упростило водопровод.

Удалив большое количество этих компонентов, SpaceX сделала двигатель более огнестойким и термостойким: явный шаг к цели SpaceX по удалению всех кожухов двигателя с ракеты-носителя, что уменьшило бы массу ракеты-носителя примерно на 6 тонн. Это яркий пример мантры Маска «лучшая часть — это отсутствие части».

Еще одно изменение, внесенное в Raptor 2 для дальнейшего уменьшения массы двигателя, — удаление факельных воспламенителей в основной камере сгорания. Вместо того, чтобы полагаться на резервные воспламенители факела, хорошо перемешанный горячий газообразный кислород и горячий газ Ch5 действуют гиперголически под воздействием высокой температуры и давления в основной камере сгорания (MCC).

Raptor 2 также имеет меньше фланцев, чем на оригинальных версиях Raptor. Фланцы отлично подходят для прототипирования, когда необходимо заменить детали, но они увеличивают массу и увеличивают потери давления в двигателе. Теперь, когда конструкция стала более стабильной, SpaceX смогла удалить многие фланцы на двигателе, вплоть до того, что надеется удалить все фланцы на Raptor 2.5, что еще больше увеличит тягу до 250 тонн и дебютирует на ракете-носителе 12.

Визуализация демонстрируя шаг к удалению фланцев на Raptor 2 по сравнению с Raptor 1.

Изменение горловины

Самым фундаментальным изменением было открытие горловины, позволяющее большему количеству топлива проходить через двигатель и увеличивающее тягу. Однако это изменение уменьшает степень расширения — отношение между площадью выходного отверстия сопла и площадью горловины. Чем выше степень расширения, тем больше работы выполняет сопло для преобразования высокого давления в высокую скорость, увеличивая удельный импульс двигателя.

Сравнение Raptor 1 и Raptor 2

Raptor 1 и Raptor 2 имеют одинаковый диаметр выходного отверстия сопла, а остальная часть двигателя имеет практически одинаковые размеры. При этом Raptor 2 значительно легче Raptor 1: Raptor 1 имеет массу 2000 кг, а Raptor 2 — 1600 кг.

Давление ЦУД Raptor 2 составляет поразительные 300 бар, что на 50 бар больше, чем у Raptor 1 — самое высокое давление ЦУД среди всех ракетных двигателей. Предыдущим рекордсменом по самому высокому давлению в ГЦС был российский РД-180, работающий при давлении 267 бар.

Благодаря более широкому горлу и повышенному давлению в камере, Raptor получил значительную тягу: Raptor 1 произвел 185 тонн тяги, а Raptor 2 — 230 тонн тяги. Однако недостатком открытия горла является снижение ISP примерно на 1%: Raptor 1 достигает примерно 330 секунд ISP, а Raptor 2 достигает 327 секунд. 92 ускорения тратится чисто на борьбу с гравитационным колодцем Земли. При соотношении тяги к весу 1,25:1 80 % тяги тратится на борьбу с гравитацией, и только 20 % тяги используется для разгона корабля при 0,25 g. Несмотря на всего лишь 25-процентное увеличение тяги по сравнению с TWR 1 : 1, это бесконечно увеличивает ЧИСТУЮ работу, выполняемую на транспортном средстве.

Подпрыгивая до TWR 1,5 : 1, 67% тяги теряется на гравитацию, а остальные 33% выполняют работу над аппаратом. Несмотря на увеличение тяги всего на 16 %, это увеличивает работу, выполняемую транспортным средством, на 100 %.

Raptor 1 будет иметь приблизительный TWR 1,25 при старте, а Raptor 2 будет иметь TWR 1,5 при старте. Это 100-процентное увеличение работы, выполняемой в начале полета, значительно важнее, чем 1-процентное снижение ISP. Это имеет много преимуществ, например, ракета-носитель находится на меньшей дальности в конце своего горения, что уменьшает количество топлива, необходимого для догорания ракеты-носителя.

Диаграмма, показывающая потерю гравитации.

Будущее Raptor

Основная цель Маска состоит в том, чтобы себестоимость тонны тяги Raptor была ниже 1000 долларов — это означает, что для производства Raptor необходимо около 250 000 долларов. С этой целью ясно, что SpaceX продолжит делать Raptor проще и дешевле, в том числе удалив все фланцы на Raptor 2.5 и исключив как можно больше 3D-печати из производственной последовательности. Raptor 2.5 предназначен для дальнейшего увеличения тяги Raptor до 250 тонн тяги при давлении MCC 330 бар.

Кроме того, SpaceX пытается удалить из двигателя все пленочное охлаждение горловины; есть несколько способов, которыми SpaceX может добиться этого, в том числе дополнительное пленочное охлаждение или работа ЦУПа с более высоким содержанием топлива.

Самодельный электродвигатель для велосипеда: Электродвигатель для велосипеда своими руками

Навесной электропривод для обычного велосипеда

Электровелосипеды Электротранспорт 

aKa Ka3aK самодельный, электрический велосипед, электропривод

Поклонников велоспорта не нужно убеждать в многочисленных преимуществах этого вида физической активности. Велосипедная индустрия встречает новые тенденции и технологии, предлагая своим пользователям все новые и новые решения. В настоящее время набирают популярность экоэлектрические велосипеды. Однако вам не нужно покупать новый велосипед, чтобы проверить преимущества двухколёсного электрического велосипеда. Электропривод для велосипеда поможет вам по невысокой цене превратить наш любимый двухколёсный транспорт в электрическую версию.

Это действительно того стоит?

Электрический велосипед — это решение многих проблем людей, живущих в больших городах. Благодаря ему мы избегаем пробок, движемся быстрее и легко добираемся до работы, учёбы или встречи. Нам не нужно беспокоиться о парковочном месте, которое становится всё сложнее в центре больших городов. Мы не несём никаких дополнительных расходов, связанных со страховкой или другими сборами. Это экологически чистый вид транспорта, благодаря которому мы способствуем сокращению выбросов выхлопных газов в окружающую среду. Ежедневная доза упражнений поддерживает наше здоровье, иммунитет и физическое состояние. Нам не нужно беспокоиться о значительных подъёмах или дистанциях. Навесной электродвигатель велосипеда даёт нам дополнительную мощность, которая снимает нагрузку с тела и поддерживает нас даже во время сложных маршрутов. Если вам надоели пробки и вы хотите быстрее двигаться по многолюдным городским улицам. Если вы любите кататься на велосипеде, но боитесь перегрузить своё тело и приложить слишком много усилий — вам стоит подумать о покупке электропривода для любимого велосипеда.

Электромотор велосипеда

Вообще, если обратится к недалекой истории, то скажем ещё в 2000 году, электровелосипед не был так широко распространен и у нас его можно было получить только переделав самостоятельно обычный. Проще всего было для этого использовать обычный двигатель от шуроповерта, ну или что-то мощнее если проект серьёзный.

Затем с развитием направления, электродвигатели для персонального транспорта, так же как и перевод обычного транспорта на электрическую тягу, стали отдельным направлением. Сейчас можно собрать электровелосипед, внешне практически не отличающим себя от обычного велосипеда.

Итак, перед покупкой электродвигателя для велосипеда необходимо выбрать его тип. Это будет зависеть от того, как он будет крепиться к велосипеду.

Передний ступичный мотор(в народе мотор-колесо) самый простой по конструкции. В сочетании с аккумулятором, установленным на багажнике, это гарантирует хорошее распределение веса.

Двигатель в заднем колесе передаёт мощность напрямую на это колесо и снижает риск заноса. Этот тип будет хорошо работать при езде на велосипеде по мокрой дороге или бездорожью благодаря лучшему сцеплению заднего колеса.

Центральный двигатель(или мид-драйв) устанавливается на месте оси каретки и соединяется с кривошипом. Благодаря этому мы можем преодолевать самые крутые подъёмы, потому что в сочетании с задними переключателями мы можем регулировать крутящий момент, передаваемый на заднее колесо. Такой тип двигателя имеет более высокий крутящий момент, чем другие типы, и обеспечивает идеальное распределение веса.

По мнению людей, которые профессионально собирают электродвигатели на велосипеды, центральный — лучший тип. Правда к настоящему времени мид-драйв доступен не каждому желающему из-за большой их стоимости.

Покупая электродвигатель велосипеда, мы должны обращать внимание на мощность и крутящий момент. Чаще и дешевле всего встречаются двигатели мощностью 250 Вт, но есть и более мощные (350 Вт, 500 Вт, 750 Вт, 1000 Вт и др). Чем больше мощность двигателя, тем больше его вес и потребность в энергии. Например, двигатели мощностью 500 Вт также питаются более высоким напряжением — 48 В по сравнению с 36 В для моделей с меньшей мощностью. Электропривод для велосипеда помимо мотора требует установки аккумуляторной батареи. На рынке мы можем найти готовые комплекты или батареи отдельно. Батарею велосипеда можно установить на раму или стойку. Чем больше ёмкость выбранного аккумулятора, тем больше километров мы можем проехать без подзарядки. Однако он связан с более крупными размерами и весом, поэтому при выборе следует учитывать размер и тип велосипеда. В маленькую рамку или при отсутствии багажника уместить большую батарею будет сложно.

Как это сделать?

Электропривод на велосипед мы можем установить сами, при наличии хоть каких-то технических навыков. А также потребуются небольшие знания в области велосипедостроения и электроники.

Первый этап работ — это установка двигателя на раму велосипеда. Если мы выбрали центральный двигатель, нам придётся разобрать кривошип и нижний кронштейн в том месте, где мы крепим двигатель с кривошипом.

Затем прикрепите аккумулятор, это достаточно творческий процесс. Батареи для велосипедов сейчас можно встретить абсолютно неожиданных размеров и форм. Пожалуй можно даже сказать, что в сборке аккумуляторов в наше время, не победили только физику и химию. В самых простых случаях, для первых экспериментов(если мы набираемся опыта), можно попробовать «наколхозить»:

Подключение аккумулятора и органов управления двигателя происходит через контроллер управления. У мид драйвов, часто он находится в одном корпусе с самим электродвигателем. У мотор-колес, исполнение с контроллером управления внутри колеса тоже есть(достаточно известный MagicPie от GoldenMotors), хотя это не очень популярный вариант. Какие фишки за что отвечают, чаще всего, подписаны или информация есть в инструкции. Если уровень Ваших технических навыков не очень большой, следует обратить внимание на комплекты для электрификации. Это избавит от необходимости подбирать все характеристики между собой. Хотя и уберет некоторую гибкость в сборке.

Далее последовательно присоединяем различное электрооборудование и аксессуары:

  • ручку газа
  • датчик скорости,
  • дисплей,
  • тормозные рычаги с датчиками,
  • освещение,
  • прочее оборудование.

Установка мотор-колеса, переднего или заднего, изменяет первый этап работ. Необходимо будет заменить колесо на колесо с двигателем. Чаще всего предварительно сделать шиномонтаж.

Появились вопросы или остались непонятки, приглашаем на наш форум. В разделе «Самостоятельная сборка» можно найти больше материала по сборке электровелосипедов и обсудить варианты.

  • Об авторе
  • Недавние публикации

aKa Ka3aK

Идейный вдохновитель и морально-физический содержатель данного портала. «Болен» электрическим транспортом и активно его изучаю.
Почти способен синтезировать обратный захват серотонина.

aKa Ka3aK недавно публиковал (посмотреть все)

видео, как сделать самодельный электропривод для велосипеда с мотором или аккумулятором

Схема контроллера электровелосипеда

Внутри корпуса контроллера находится плата с конденсаторами, транзисторами, токоизмерительными шунтами и управляющим микропроцессором. Также там располагаются преобразователи на 12В и 5В, которые обеспечивают подачу питания на микроконтроллер и периферию (ручки, датчик Холла).

Найти схемы отдельных моделей можно в интернете. Они подразделяются на электрические и принципиальные. Разобраться с обозначениями и расположением элементов сможет только человек с соответствующими знаниями.

При подключении устройства к электровелосипеду следует учитывать распиновку контроллера. Если мотор-колесо и управляющий агрегат приобретались в комплекте, то разъемы будут совпадать и проблем не возникнет. В противном случае необходимо установить соответствие цвета провода тому или иному компоненту байка.

Обычно красный и черный провод подаются на «+» и «-» аккумулятора соответственно. Толстые кабеля синего, зеленого и желтого цвета соединяются с трехфазным электродвигателем. Тонкие пять проводков идут к МК. Отдельно выделенный красный провод используется для «зажигания» – при его замыкании с плюсом аккумулятора происходит включение контроллера. Группа из черного, красного и зеленого цвета соответствует ручке акселератора. Для остальных проводов четкой схемы нет – все зависит от конкретной модели.

Батарея

Как починить пылесос своими руками

На картинке выше батарея отсутствует, так как часто её просто не включают в состав комплекта — в том числе потому, что она является самым дорогим компонентом электровелосипеда, и стоимость комплекта вместе с батареей будет отпугивать перспективных покупателей. Поэтому батарея обычно продаётся отдельной позицией.

Итак, у нас есть несколько вариантов откуда взять батарею:

1. Купить готовую, на том же Aliexpress, либо приобрести у местных предпринимателей, если не хочется долго ждать. Но как при этом удостовериться в качестве батареи? Здесь мы можем только ориентироваться на отзывы аналогичных покупателей у выбранного продавца.

2. Купить б/у. Этот вариант подходит только в том случае, если у вас или ваших друзей есть оборудование для измерения характеристик батареи, а именно — ваттметр для измерения ёмкости и мощный потребитель (например, набор ламп) для определения внутреннего сопротивления батареи путём оценки просадки напряжения под нагрузкой.

3. Конечно же, изготовить самостоятельно. Для этого потребуется:

  • Литий-ионные элементы (либо другие, в зависимости от ваших целей), например, эти формата 18650 . Количество элементов определяется в зависимости от схемы сварки, которая, в свою очередь,зависит от напряжения и ёмкости батареи.
  • Плата BMS ( Battery Management System — система управления батареей), которая будет следить за тем, чтобы элементы не перезарядились, не переразрядились и выравнивать напряжения на отдельных элементах), например эта на 48 В .
  • Холдеры, или пластиковые разделители (раз уж мы заговорили про формат 18650), в которые вставляются элементы и которые по сути формируют каркас батареи, например эти .
  • Аппарат точечной сварки батарей. Многие возразят, сказав, что элементы можно и спаять между собой мощным паяльником, но пайка, к сожалению, не даёт такого стабильного качества соединения, как точечная сварка. А значит, результат наших трудов может оказаться не самым лучшим. Если вы собираетесь собрать один велосипед — можно воспользоваться аппаратом у тех, кто занимается этим постоянно (взять в аренду). Если же вы собираетесь заниматься этим на постоянной основе, для начала можно приобрести вариант попроще . Но со временем я бы посоветовал заменить его на что-то более производительное.
  • Контактные пластины для соединения элементов, которые будут привариваться точечной сваркой. Их можно нарезать из ленты (например, такой ) или купить готовые.
  • Силовые провода достаточного сечения. Какое именно сечения будет достаточным для вашего случая — нужно определить в зависимости от мощности, которую должна выдавать батарея.
  • Изоляционные материалы — термоусадочные и стеклоармированные трубки, электрокартон, либо другие — каждый выбирает то, что ему больше нравится, или чему он больше доверяет.
  • Корпус. Здесь у многих открывается невиданный простор для полёта фантазии, но есть смысл использовать готовый недорогой вариант, например этот . Кстати, он идёт в комплекте с холдерами.

Более подробно про батарею можно почитать в одной из мои прошлых статей .

Органы управления и датчики

Дисплей, ручка газа и датчики тормоза (вместе с ручками тормоза), устанавливаемые на руль, входят в состав электрокомплекта. Для их установки потребуется стандартный набор — отвёртки и шестригранники. И конечно же, каждый из компонентов можно приобрести отдельно.

Особого внимания заслуживает PAS ( pedal assist system — педальный ассистент). Датчик PAS закреплён на металлическом кольце, которое устанавливается под каретку велосипеда.

В составе комплекта с центральным мотором его нет — он просто не нужен, так как уже присутствует внутри двигателя.

А вот в случае мотор-колеса он есть, и для его установки нам потребуется сначала съёмник шатунов, а затем ключ для выкручивания каретки.

Но система PAS состоит не только из датчика — в комплекте с ним идёт пластиковое кольцо с магнитами , которое устанавливается на оси каретки. При вращении педалей магниты движутся мимо датчика, и он срабатывает.

В этом месте часто возникает проблема — кольцо с магнитами не умещается под звездой. Иногда помогает стачивание кольца, прорезание отверстий под мешающие элементы, или даже установка кольца и датчика с другой стороны каретки. А в некоторых случаях люди и вовсе отказываются от PAS — ведь ручка газа работает независимо от неё.

Но PAS помогает довольно существенно экономить заряд батареи , это актуально при дальних поездках. Так что если вы планируете ездить на одном заряде за город, на природу, я бы советовал найти тех, кто поможет вам изготовить кольцо с магнитами нужной конфигурации, а может и изменить расположение самого датчика. Это делают некоторые электровелосипедные мастерские.

Почему не нужно покупать готовые электровелосипеды?

Как проверить и отремонтировать коллектор электродвигателя своими руками

К сожалению среднестатистическому россиянину не по карману приобретение качественных готовых электровелосипедов от европейских или американских производителей. То, что нам по карману – это китайский и российский велопром. Но это низкое качество.

Второй весомый минус готовых электровелосипедов от европейских производителей – это законы Евросоюза ограничивающие их скорость. На всех электровелосипедах от ведущих производителей установлено программное ограничение скорости. Как только вы разгоняетесь до 25 км/ч, мотор перестает вам помогать.

Третьим недостатком электровелосипедов заводской сборки от известных брендов является отсутствие возможности самостоятельного ремонта моторов и других комплектующих. При поломке моторов таких производителей, как Bosch, Shimano, Yamaha, Brose, Specialized и FAZUA вам придется обращаться к дилеру, а моторы используемые для самостоятельной сборки электровелосипедов в большинстве случаев можно отремонтировать самостоятельно.

Универсальный электровелосипед Riese & Müller (R&M)

Так что, если вы ограничены в бюджете и хотите ездить побыстрее, лучше самосбор. Какие варианты?

Самый простой и бюджетный – это приобретение комплекта для электрификации обычного велосипеда состоящего из электромотора, батареи и дополнительных комплектующих с последующей самостоятельной установкой этого хозяйства на имеющийся в наличии велосипед. Электромоторы отлично устанавливаются практически на любые рамы.

Под словом «бюджетный» в этой статье подразумевается качественная продукция + экономичная стратегия получения желаемого. С приобретением всяческого электродерьма ничем помочь не могу, не компетентен. Дешевые вещи могут приобретать только богатые люди, которым не жалко их выбрасывать.

Любой мотор на электробайке выполняет нужную нам функцию: он крутит колесо. Принципиальная разница только в том, что кареточный электромотор работает в тандеме с системой переключения скоростей, что крайне полезно в горах и на пересеченной местности и не страдает от перегрева, а мотор-колесо – само по себе. Цена на системы электрификации с кареточными моторами и мотор-колесами слегка различается. Мотор-колеса в среднем дешевле.

Дополнительным бонусом при самостоятельной сборке электрического велосипеда является возможность собирать любые конструкции и использовать качественные комплектующие.

Как работает котроллер

Ремонт неисправностей стиральной машины lg своими руками

В основном это устройство предназначено для подачи на мотор-колесо поступающей от батареи аккумуляторной энергии. Магнитное поле, создаваемое током, протекающим по обмоткам, отталкивает и притягивает магниты ротора, что приводит колесо в движение. Основная задача контроллера — управление частотой вращения двигателя велосипеда. Но у него есть другие дополнительные функции, которые можно разделить на:

  • Регулирование скорости вращения двигателя.
  • Управление крутящим моментом.
  • Защита двигателя.

Контроллером принимается сигнал от ручки акселератора. На основе принятой информации, осуществляет регулирование скорости вращения двигателя

Быстро раскручивая двигатель, очень важно, чтобы также быстро его можно было, при необходимости, остановить. Чтобы двигатель служил дольше, требуется плавное и мягкое торможение, методом изменения длительности импульсов, что входит также в функции этого прибора

Очень полезно иметь возможность реверса, т.е. обратного хода. Более совершенные модели этих приборов имеют возможность подачи на мотор напряжения противоположной основной полярности, обеспечивая тем самым оптимальный режим изменения вращения двигателя. Регулирование заднего хода, для обеспечения безопасности, происходит на низких оборотах.

Очень важно для любого велосипеда с электромотором, чтобы контроллер мог определять уровень напряжения в батареях и, при его падении ниже порогового значения, мог отключить двигатель от питания. Пороговым значением считается величина 87,5%

В моделях современных, наиболее продвинутых, порог отключения можно настроить под конкретный тип батарей, используемых в велосипеде, защитив их, таким образом, от чрезмерной разрядки.

Следить за температурой контроллер может благодаря установленному в нем термодатчику, чем предотвращает в электросистеме велосипеда токовую перегрузку.

Помимо мотор-колеса к нему подсоединены и все другие комплектующие велосипеда, для подключения которых предназначены высококачественные многожильные соединительные провода, защищенные силиконовой термостойкой изоляцией.

Ряд важных параметров, таких как, например, напряжение батарей, максимальный рабочий ток и пр. , определяют с какими аккумуляторами и электрическими моторами могут работать контроллеры.

Цикл работы

Чтобы привести в движение трёхфазный двигатель, нужно рассмотреть цикл его работы за электрический оборот. Итак, имеем три фазы — A, B, C. Каждая из фаз получает положительную и отрицательную полярности в определённый момент времени. Поочерёдно по шагам пропускается ток от «плюса» одной фазы к «минусу» другой фазы. В итоге получается шесть шагов = три фазы × две полярности.

A+, A–, B+, B–, C+, C–

Рассмотрим эти шесть шагов цикла. Предположим, что положение ротора установлено в точке первого шага, тогда с датчиков Холла мы получим код вида 101, где 1 — фаза А, 0 — фаза B, 1 — фаза С. Определив по коду положение вала, нужно подать ток на соответствующие фазы с заданными полярностями. В результате вал проворачивается, датчики считывают код нового положения вала — и т. д.

В таблице указаны коды датчиков и смена комбинаций фаз для большинства электродвигателей. Для обратного хода колеса (реверса) достаточно перевернуть знаки полярности фаз наоборот. Принцип работы двигателя довольно прост.

Цикл двигателя представлен в gif-анимации.

Шаг 14: Установка неравнобокого уголка.

В зависимости от того, какой у вас двигатель, вам может не потребоваться осуществлять данный шаг. Я сделал неравнобокий уголок для закрепление мотора, но мне не удалось им воспользоваться из-за недостаточного зазора между задней покрышкой и уголком. Я всё же рекомендую по возможности установить неравнобокий уголок, так как он обеспечивает дополнительную прочность закрепления двигателя. Но если это невозможно, то вместо уголка просто воспользуйтесь U-образными болтами.

Следующее, что вам понадобится, так это своего рода адаптерный кронштейн. Он крепится к двигателю и может скользить вверх и вниз по главной монтажной пластине, обеспечивая требуемое натяжение ремня. Сделайте пластину, привинчивающуюся к передней части двигателя и свешивающуюся немного в сторону. Затем возьмите небольшой прямоугольник, идущий параллельно двигателю, и прикрепите его с помощью болтов к главной монтажной пластине.

Какой электровелосипед лучше: заднеприводный или переднеприводный?

Скажу сразу: однозначного ответа нет. Здесь все зависит от самого владельца такого велосипеда.

Хочется попроще и подешевле? Тогда переднеприводный. Такой велосипед идеально подойдет для того, чтобы покататься по городским тротуарам, где гуляют толпы людей. Если также еще и крутить педали, то ваш байк становится на время полноприводным, что даст небольшой выигрыш при езде в грязь и снег. Для переднего привода лучше всего подойдут двигатели не более 350 Ватт. Более мощные могут сломать вашу вилку, так как она не предназначена для подобного рода нагрузок.

Резкое трогание или езда с более мощным мотор-колесом на передней вилке может привести к ее поломке.

Для усиления вилки при более мощном двигателе ставят специальные усилители дропаутов, которые можно сделать самому, либо заказать на Алиэкспресс.

Но лучше для профилактики всегда ставить усилители дропаутов, независимо от мощности мотор-колеса даже на заднюю ось.

Если в вашем кошельке достаточно денег, то лучше всего взять заднеприводное мотор-колесо. Заднеприводный электровелосипед позволяет менять скорости, как на простом велосипеде, поэтому, можно подобрать подходящую скорость и не дать выйти двигателю за пределы рабочего режима, тем самым не перегружая его.

Мощные мотор-колеса от 500 Вт и более лучше все-таки ставить на задний привод. На передний привод желательно 250 Вт и 350 Вт. По моим наблюдениям, двигатель на 250 Вт слишком слабоват, чтобы полноценно кататься на электровелосипеде без педалей. Берите от 350 Вт и выше.

Что такое контроллер для электровелосипеда

Контроллер – это сложное устройство, которое выполняет следующие задачи:

  • осуществляет преобразование постоянного напряжения аккумуляторов в трехфазный ток для электрического колеса;
  • производит регулировку мощности двигателя, в зависимости от силы нажима на ручку газа;
  • защищает двигатель.

Обратите внимание! Дополнительно, на некоторых моделях велосипедов, осуществляется обратное преобразование в момент торможения. Эту функцию обеспечивает наличие режима рекуперации и специальных тормозных ручек

Внешне контроллер выглядит как металлическая коробочка с множеством выходящих наружу проводов. Последние соединяются с ручками управления на руле, аккумулятором, мотор-колесом, датчиком холла и бортовым компьютером.

Во время самостоятельной сборки электровелосипеда часто наблюдается типичная ошибка – контроллер размещается в непроветриваемом чехле. Во время своей работы он сильно нагревается, что может привести к оплавлению проводов и контактов, а также полной поломке устройства.

Мостовые драйверы

Далее предстояла работа над напряжением 20 вольт на управление затворами. Для этого существуют мостовые драйверы транзисторов, они обеспечивают стабильные импульсы в 20 вольт на затвор и высокую скорость отклика. Сначала у меня были популярные драйверы для маломощных моторов L293D.

Для управления затворами его достаточно, к тому же их очень просто использовать. Один такой драйвер может обеспечить питанием две пары ключей. Поэтому я взял две штуки L293D. Собрал контроллер с этими драйверами, и колесо начало крутиться существенно плавнее, посторонних звуков стало меньше, нагрев транзисторов уменьшился. Но при увеличении оборотов синхронизация с контроллером пропадала, появлялся посторонний звук, колесо дёргалось, вибрировало и полностью останавливалось.

В это же время я наткнулся на два варианта мостовых драйверов:

  • HIP4086
  • IR2101

Что касается HIP4086, то это полноценный мостовой драйвер, предназначенный для трёхфазного электродвигателя. Мне он показался несколько замороченным, и мои попытки использовать его в контроллере не увенчались успехом: он у меня так и не заработал. Углублённо разбираться в причинах не стал.

А взял я IR2101 — полумостовой драйвер, обеспечивающий работу нижнего и верхнего ключей для одной фазы. Несложно догадаться, что таких драйверов нужно три. К слову, драйвер очень прост в использовании, его подключение происходит безболезненно и легко. Получилась такая схема:

Печатная плата

И готовый результат

Собрал контроллер с этим драйвером и запустил двигатель. Ситуация с работой электродвигателя кардинально не поменялась, симптомы остались те же, как и в случае с драйвером L293D.

Можно ли отремонтировать контроллер?

Одной из немногочисленных поломок, которая может случиться с электрическим велосипедом, является выход из строя этого элемента. Что рекомендуется предпринять в этом случае?

Прежде всего, сняв контроллер, нужно определить, подлежит ли он ремонту, что легко сделать, просто взглянув на них: внешний вид подскажет, какая деталь требует замены. Если ремонт возможен, нужные запчасти спросить можно в магазине велотехники или на радиорынке.

Если отремонтировать контроллер уже не представляется возможным, его придется заменить. Сделать это можно, вновь-таки, посоветовавшись с продавцами этого транспорта, потому что, даже при внешней схожести прибора и совпадении разъемов, предназначенных для подключения соответствующих компонентов, контроллеры, выпущенные различными производителями, по- разному могут быть «прошиты». Касаться различия могут и других показателей. Чтобы получить максимальный коэффициент полезного действия двигателя, нужен штатный контроллер, предназначенный для работы с ним или же универсальный, рассчитанный на напряжение 24, 36, 48 V и мощность, лежащую в пределах 200-1000 Вт. Приятным моментом является то, что их стоимость практически одинакова.

Контроллеры: стандартный (штатный) и универсальный

Универсальные Volta bikes внешне незначительно отличаются от штатных, в которых на мотор питание подается по окрашенным в желтый, зеленый и синий цвета проводам. В ремонтном же – они все зеленого одинакового цвета. Здесь не имеет значения порядок их подключения из-за того, что настройки отсутствуют до момента подключения к двигателю

Стандартный контроллер и универсальный

Два провода дополнительных синего цвета, имеющиеся в ремонтном варианте Volta bikes, могут быть соединены вместе при помощи одноконтактного разъема. Они служат для настройки фазировки

После установки на велосипед этой важной детали, к ней подключают все компоненты электронные. Затем несколько секунд проводки замыкают

Как только напряжение подано на мотор-колесо, оно должно самостоятельно сделать несколько оборотов. Если правильно сделано все, то так и произойдет. Теперь синие провода нужно рассоединить, поскольку они уже не нужны. Прибор к работе готов.

Электровелосипед своими руками миф или реальность?

В то время как электровелосипеды, а в частности мотор-колеса и аккумуляторы становятся все надежней и лучше, многие велосипедисты задумываются о их приобретении и переоборудовании своего байка.

Однако многих отталкивают цены на комплекты, и первое что приходит в голову как снизить затраты на внедрение электрической тяги. Существует самый простой способ — это купить мотор колесо и подключить к нему обычные дешевые свинцово-кислотные аккумуляторы. Для начала очень даже пойдет что бы ощутить, понять принцип работы, опробовать велосипедное ноу-хау.

Но люди всегда все любят делать своими руками. Может не полноценно делать, но пробовать так точно. Это и удовольствие от самого процесса разработки и осознание того что это личная ручная работа и конечно же от использования.

Создать электровелосипед своими руками можно, но это сложно сделать в домашних условиях, но все же выполнимо. Для начала надо разобраться с его структурой. В простом понимании вся конструкция состоит из 3 основных узлов. Это мотор, то что будет непосредственно приводить в движение, контроллер (регулятор) оборотов и мощности подаваемой от аккумулятора на движок, и сам источник питания.

Самодельный электровелосипед, что может получится

Если брать аналогию между бензиновой версией тяги и электрической то получается следующее:

Мотор (электро) – он же и двигатель как в бензиновом исполнении – то что крутит, только он тихий, в нем ничего не взрывается, нет выхлопных газов, он не так греется и самое главное, что для него не надо сцепления т.к. электромотор не имеет холостого хода, то есть ему не надо постоянно быть запущенным и вращаться.

Роль мотора для самодельного электровелосипеда может выполнять шуруповерт, автомобильный стартер и другие двигатели, которые есть в хозяйстве.

Регулятор (контроллер) – это если брать по аналогии с ДВС является коробка передач, задача которой набирать разгон в оптимальных режимах работы движка. Контроллер для начала движения подает очень малый вольтаж на двигатель, и он начинает плавно вращаться, при торможении же, он рекуперирует энергию движения в электрический ток, который подзаряжает батарею.

Аккумулятор – это по сути тот же бензобак только на много экологический. Как правило аккумулятор — это матрица из батарей. Например, батарея 24В 10Ач состоит из 16 маленьких аккумуляторов, подключенных по определенной схеме.

Для собрания самого примитивного электровелосипеда достаточно иметь мотор и аккумулятор. К примеру, можно примастерить мотор и подавать напряжение на него с помощью обычного выключателя, однако надо учитывать непрактичность такого подхода, т.к. велосипед, при достаточно мощном моторе, сразу рванет с места и может получиться не то, что с самого начала было задумано, не поездка, а ДТП.

Также можно использовать мотор малой мощности при этом он со старта будет трогаться плавно, но на большую скорость, при этом, не рассчитывайте, так как мотор просто не вытянет.

Идеальным вариантом как я считаю можно сделать коммутацию с каждого из аккумуляторов и выключателями последовательно при разгоне их включать.

Как соединить мотор и колесо велосипеда?

Есть множество способов, от самых примитивных до достаточно профессиональных в плане идеи и реализации, начнем с простого – привод к покрышке.

Если у вас был советский велосипед, то наверняка там был динамо генератор для подключения фары. Вот по такому же принципу можно и подключить электромотор к колесу. КПД этого вида привода очень маленькая т.к. большое количество энергии уходит на трение между приводом и покрышкой. Но для того что бы попробовать проехать на электротяге в самый раз!

Второй способ — это приделать вторую звезду на колесо с левой стороны, а на багажнике установить мотор также со звездой и сделать простейший цепной привод. Но, как и в предыдущем способе – буду механические потери, да и внешний вид не особо отличается красотой.

Самый верный и надежный способ — это купить мотор колесо, пусть даже Б/У, заспицевать его и получить отличный мотор с эстетическим видом и высоким КПД и без соединительных мест, на которых очень много энергии уходит в пустую.

Вывод, следующий. Сделать своими руками электровелосипед можно, если не смотреть, в большинстве своем, на непрактичность решения, механические потери и насмешливый взгляд окружающих. На сайте также есть видео как собрать самому. Но все же, конструкция бесщёточных двигателей, которые заменяют ось колеса и не имеют точек прикасания для передачи крутящего момента это лучший выбор, который сейчас доступен.

Итог

Главное преимущество контроллера на базе MC33035 — это простота в использовании. Просто покупаете микросхему, собираете Н-мост, спаиваете всё на плату с небольшой обвязкой — и контроллер готов. Если нужно просто запустить двигатель с ШИМ-сигналом и управлять им — оптимальный вариант.

Контроллер на базе Ардуино — вариант сложнее, понадобится писать логику, обеспечивать дополнительные защиты контроллера. Но для экспериментов, прототипов, дополнительного функционала, использования различных режимов работы двигателя — подходящий вариант. Поэтому я решил пока отложить MC33035 и продолжить работу с Ардуино.

Оцените статью:

Не по теме: Сборка электрического велосипеда своими руками

Автор: Ian@SlashAdmin в не по теме | 2 комментария

Время от времени я достаю процессор и собираю что-нибудь в гараже 🙂 На этот раз я собрал свой собственный электровелосипед!

Начал с получения бесплатного горного велосипеда, который выбрасывали.

У меня был велосипед BMX в куче бит, поэтому я снял главную звездочку и выточил центральное отверстие. У меня он плотно прилегает к заднему колесу. Я временно закрепил его на месте с помощью эпоксидной смолы и болтов.

Здесь вы можете увидеть звездочку, установленную на заднем колесе.

Я думаю, что я бы установил заднюю стойку для седельных сумок и двигатель на стойке. Затем я мог натянуть цепь от велосипеда BMX Doner вокруг двигателя и звездочки заднего колеса.

У меня лежал небольшой контроллер двигателя, который я хотел использовать. Я понятия не имел, что делаю, но скажем так, это было недостаточно мощно. Я просто включаю неудачи для развлечения.

Здесь я снял муфту свободного хода с велосипеда MBX и приварил к одной стороне шайбу, чтобы ее можно было установить на двигатель. Я думаю, что двигатель будет вращать заднее колесо при включении. Когда велосипед катится своим ходом, двигатель не будет вращаться, потому что будет вращаться муфта свободного хода, а не двигатель.

EEkk это ужасная сварка, но ничего такого, что бы не исправила болгарка. Шайбы FYI обычно имеют покрытие, поэтому они плохо свариваются, если вы не сошлифуете покрытие.

Итак, я нашел автомобильный стартер и модифицировал его, чтобы прикрепить муфту свободного хода.

сдфг

Здесь вы можете увидеть цепь, проходящую через него, и то, как она соединяется со звездочкой заднего колеса.

Нужно где-то установить двигатель, поэтому соорудите ящик, чтобы он мог стоять внутри.

Здесь полка для седельной сумки, моторный отсек установлены и подключены к заднему колесу.

Она начинает добираться! но вы помните, я сказал, что маленький регулятор скорости работает плохо. . да, он как бы взорвался, поэтому я перешел на контроллер двигателя от старой тележки для гольфа. Вот ссылка на старый листинг на ebay:
https://www.ebay.co.uk/i/254242260824?chn=ps

Я был очень удивлен, насколько легко было начать работать. Просто соедините пару мотоциклетных аккумуляторов на 12 В вместе, чтобы получить 24 В. Подключите его к входу питания контроллера. Подключите переключатель включения/выключения к патентометру для контроля скорости и подключите двигатель к нужным клеммам и бинго!

Немного неаккуратно, но для тестирования нормально.

Временно установил патентометр и выключатель на руль и отправился на пробную поездку!

ОК, стартер автомобиля не работал так хорошо! 🙁 Казалось, что у него достаточно мощности, но как только я получил свою толстую задницу, усилителя практически не было. Было немного, но ничего не стоило всех этих усилий.

Я пошел и нашел подходящий двигатель постоянного тока 500 Вт 24 В и вместо этого подключил его. Просто к вашему сведению, если вы попробуете это сами, выберите версию на 1000 Вт для суперскорости!

Подключил муфту свободного хода и проверил двигатель с помощью контроллера.

Вместо того, чтобы переделывать коробку, я решил просто использовать монтажную планку и напрямую прикрепить к ней двигатель. Это сработало очень хорошо!

Двигатель удобно помещается под полкой для седельных сумок и над задним колесом.

Эта новая установка сработала на славу! Он легко заставляет меня работать и обратно на одном заряде. Поездка туда и обратно составляет около 22 миль и будет идти своим ходом со скоростью около 12 миль в час. Не очень быстро, но этого достаточно, чтобы заставить меня работать без душа, и при этом я могу крутить педали и получать некоторые преимущества для здоровья от езды.

Я покрыл весь мотоцикл несколькими слоями матового черного цвета, и мне это нравится.

Счастливого строительства!

2 способа собрать электрический велосипед своими руками

Легко жаловаться на цены на газ, тем более, что стремительный рост инфляции делает все дорогим. Хотя цены на газ снизились по сравнению с пиковым значением в начале 2022 года, для многих это остается значительной статьей расходов. Заправка шин в соответствии со спецификацией и очистка датчика массового расхода воздуха повышает эффективность, но не устраняет потребность в бензине.

Многие выбрали электромобили — от электросамокатов до Tesla — для сокращения расходов на топливо. И среди этих энергоэффективных способов передвижения электрические велосипеды являются одним из наиболее жизнеспособных вариантов для большинства пассажиров. Несмотря на это, они все еще имеют тенденцию быть дорогими. Итак, чтобы помочь вам сэкономить еще больше, вот два способа самостоятельно собрать электровелосипед своими руками.

Создайте электровелосипед с нуля

Сборка eBike похожа на игру с Lego; вы можете построить все, что вам угодно. Вы можете адаптировать идеальный велосипед с помощью множества различных деталей, таких как различные настройки вилки для разных рам.

Итак, вот что вам нужно, чтобы начать собирать электрический велосипед с нуля:

1. Рама

Вы можете выбрать два варианта рамы: с задней подвеской или без нее, а также без нее. Рамы без задней подвески, также известные как хардтейлы, более доступны по цене, чем велосипеды с полной подвеской. Тем не менее, передняя и задняя амортизация велосипедов с полной подвеской делает езду более комфортной.

Тем не менее, наиболее оптимальный стиль рамы по-прежнему будет зависеть от местности, по которой вы планируете ездить.

2. Вилки

Передняя вилка — это часть, которая крепится к переднему колесу вашего велосипеда, и, как и в случае с велосипедными рамами, у вас есть варианты с жесткой или амортизационной вилкой. Опять же, оптимальный выбор будет в значительной степени зависеть от ваших предпочтений и поверхности, по которой вы будете часто ездить на велосипеде. Поездка на велосипеде будет варьироваться между асфальтом и рыхлым гравием; как он отреагирует, будет зависеть от настроек вашей подвески.

Вот почему вы должны провести собственное исследование и прочитать о функциях eBike, прежде чем выбирать, хотите ли вы купить его на рынке.

3. Электродвигатель

Возможности индивидуальной настройки не ограничиваются структурными компонентами вашего велосипеда; это также распространяется на электрические компоненты велосипеда. Различные комплекты мощности доступны в Интернете, и вы можете выбирать между двигателями со ступицей или средним приводом.

Комплекты среднего привода

крепятся к рукоятке велосипеда — туда, где крепятся педали и как вы обычно управляете велосипедом. Однако двигатели среднего привода более дороги и сложны. Поскольку в нем используется заводская трансмиссия, вы должны научиться переключаться в оптимальные моменты. Как и в автомобилях с механической коробкой передач, работа на более длинной передаче при более низких оборотах может привести к захлебыванию двигателя.

В качестве альтернативы комплекты ступичных приводов представляют собой односкоростные системы и не требуют переключения передач. Тем не менее, его простая работа также означает, что у вас меньше контроля над его производительностью.

Говоря о производительности, если вам нужна скорость в ежедневных поездках на работу, вам следует рассмотреть возможность приобретения одного из самых быстрых электрических велосипедов, доступных на рынке.

4. Тормозные системы и другие компоненты велосипеда.

. Изображение предоставлено Pinkbike/YouTube.

Теперь, когда ваш велосипед приводится в действие электродвигателем, вы также должны подумать о том, как его остановить. Большинство велосипедных тормозов имеют тросовый привод — они дешевы в производстве, просты в установке и обслуживании. Однако его эффективность торможения заметно слабее, особенно при езде на более высоких скоростях.

Здесь вы должны рассмотреть гидравлические тормоза. В них используется тормозная жидкость для увеличения прижимной силы, что позволяет останавливаться на более коротких дистанциях.

Помимо тормозных систем, вам также потребуются другие аппаратные средства и компоненты, чтобы полностью собрать собственный комплект. Хотя для некоторых людей сборка доставляет удовольствие, обычно это требует больше работы, чем хотелось бы большинству людей. Так что вместо того, чтобы создавать что-то с нуля, почему бы не переоборудовать велосипед, который у вас уже есть? Это может сэкономить вам много времени и усилий. Вот как это сделать:

Превратите свой текущий велосипед в электрический

Если вы не хотите заниматься сборкой велосипеда с нуля, вы можете получить в Интернете комплекты для переоборудования, которые позволят вам добавить электродвигатель к уже имеющемуся велосипеду. Поскольку ваш велосипед уже собран, все, что осталось, это добавить немного мощности.

Как и в предыдущем процессе сборки, есть два доступных варианта двигателя — ступичный привод и средний привод. Втулочный привод содержит двигатель (двигатели) в колесе (колесах), тогда как комплекты среднего привода используют существующую трансмиссию.

Наиболее существенные различия между двумя вариантами заключаются в стоимости, управляемости и внешнем виде. Комплекты среднего привода стоят дороже, хотя и выглядят аккуратно. Это позволяет вам переключать передачи с помощью переключателя на вашем велосипеде, чтобы приспособиться к разным скоростям. Доступ к нескольким передачам обеспечивает мгновенный крутящий момент на любой заданной скорости, что делает их подходящими для высокопроизводительной езды на велосипеде.

Хотя мотор-колеса работают так же хорошо, как комплекты среднего привода для повседневного использования, они обычно стоят дешевле. Тем не менее, они, кажется, стучат велосипед. Эти односкоростные агрегаты не требуют переключения передач, что делает их удобными для новичков. Если вы сосредоточены на энергоэффективности, это не является большой проблемой, но вам, возможно, придется поискать что-то другое, если стиль и производительность являются приоритетом.

Установить мотор-втулку на велосипед относительно просто, так как большая часть сложных электрических работ уже выполнена. Вот как добавить его на свой велосипед:

  1. Установите велосипед в удобное для обслуживания положение, используя подставку для велосипеда или колеса.
  2. Снимите переднее или заднее колесо (в зависимости от приобретенного комплекта), используя гаечный ключ соответствующего размера. Возможно, вам придется придерживать другую сторону оси другим гаечным ключом, чтобы она не вращалась свободно.
  3. Если вы планируете повторно использовать шину и камеру, спустите воздух и снимите их со старой шины.
  4. Установите шину и камеру на новое моторизованное колесо. Не забудьте установить существующую муфту свободного хода на моторизованную втулку, если она не входит в комплект.
  5. Установите электронный регулятор скорости на руль велосипеда. Обязательно устанавливайте их там, где вы можете легко получить к ним доступ во время езды на велосипеде.
  6. Проложите провода от мотор-колеса к регулятору скорости соответствующим образом. Используйте кабельные стяжки, чтобы закрепить их на раме велосипеда и убедитесь, что они не натирают какие-либо движущиеся части и не мешают вашему движению.
  7. Подсоедините провода к регулятору скорости.

Электродвигатель авиационный: Авиационный тяговый электродвигатель ДТ-60 НС

Электрические самолеты будущего

«У вас на даче пила какая – бензиновая или электрическая? – спрашивает меня Сергей Борисович Гальперин, директор проектного комплекса «Гражданские самолеты» НИЦ «Институт имени Н. Е. Жуковского». «Была бензиновая, – отвечаю, – но так замучился с капризным двухтактным ДВС, что в этом году купил электрическую». «Вот! – иронично замечает мой собеседник. – И авиацию надо переводить на электричество!»

Олег Макаров

Современный газотурбинный (турбовентиляторный) двигатель, который приводит в движение лайнеры, – это, конечно, не двухтактная тарахтелка для садовых инструментов, а высокоэффективная и очень надежная машина. Однако, по мнению авиастроителей, она близка к исчерпанию резервов для дальнейшего совершенствования. Да что там двигатели – все строящиеся ныне авиалайнеры настолько похожи друг на друга, что лишь знаток авиации сходу отличит Boeing или Airbus от Bombardier или МС-21. И хотя нет ни малейшего сомнения в том, что лайнеры современного типа с двумя ГТД под крыльями будут еще десятилетиями катать нас по небу, большие надежды на новую компоновку и новую аэродинамику самолетов связывают с электрическим движением.

Быстро, но недолго

Еще недавно под термином «электросамолет» понимался «более электрический самолет» – летательный аппарат с фиксированным крылом, в котором механическая и гидравлическая трансмиссия по максимуму заменялась электрической. Никаких больше трубок и тросов – всю механическую работу, как, например, приведение в движение рулей и механизацию крыла, выполняют небольшие электродвигатели-актуаторы, к которым подводится электропитание и канал для управляющего сигнала. Теперь термин наполнился новым смыслом: истинный электросамолет должен и сам двигаться на электрической тяге.

Разумеется, перспективы электроавиации зависят не только (и даже не столько) от авиаконструкторов, сколько от прогресса в области электротехники. Ведь самолеты, что называется, «на батарейках», существуют. Вспомогательные электромоторы на планеры ставили еще несколько десятилетий назад. А самолет Extra 330LE, впервые поднявшийся в воздух в 2016 году, уже сам таскает за собой планеры и ставит рекорды скорости. Вот только его блок из 14 мощных литий-ионных батарей и электродвигатель от Siemens позволяют этому крохе брать на борт лишь двух человек, включая пилота, и находиться в воздухе не дольше 20 минут.

Конечно, есть проекты, в которые заложены куда более впечатляющие показатели. В сентябре прошлого года британская авиакомпания-лоукостер EasyJet объявила, что через десять лет выведет на линии полностью электрический региональный лайнер (дальность 540 км, что для внутриевропейских рейсов весьма немало) вместимостью 180 пассажиров. Партнером по проекту стал американский стартап Wright Electric, который уже построил пока двухместный летающий демонстратор. Однако на сегодняшний день энергетическая плотность самых лучших литий-ионных батарей более чем на порядок уступает углеводородному топливу. Предполагается, что к 2030 году батареи улучшат свои показатели максимум в два раза.

Турбина, останься!

Намного выигрышней выглядит ситуация с топливными элементами, в которых химическая энергия топлива превращается в электрическую непосредственно, минуя процесс горения. Наиболее перспективным топливом для такого источника питания считается водород. Эксперименты с топливными элементами в качестве источника питания для электросамолета ведутся в разных странах мира (в России над проектами по созданию таких летательных аппаратов в первую очередь работает ЦИАМ, а топливные элементы для них создаются в ИПХФ РАН под руководством профессора Юрия Добровольского). Из летавших и пилотируемых концептов можно вспомнить европейский демонстратор ENFICA-FC Rapid 200FC – в нем использовались одновременно как электробатареи, так и топливные элементы. Но и эта технология нуждается еще в значительной доработке и дополнительных исследованиях.

Наиболее реальными на сегодня кажутся перспективы электросамолетов, построенных по гибридной схеме. Это означает, что движитель летательного аппарата (винт или винтовентилятор) будет приводиться в движение электромотором, а вот электричество он получит от генератора, вращаемого… газотурбинным двигателем (или другим ДВС). На первый взгляд такая схема кажется странной: от ГТД хотят отказаться в пользу электродвигателя, но не собираются этого делать.

Гибридных проектов в мире тоже уже немало, однако нас в первую очередь интересует Россия. Работы по электросамолету, в частности с гибридной схемой, велись в разных научных институтах авиационного профиля – таких, как ЦАГИ или ЦИАМ. Сегодня эти и некоторые другие учреждения объединены (с 2014 года) под эгидой Научно-исследовательского центра «Институт имени Н. Е. Жуковского», призванного стать единым мощным «мозговым трестом» отрасли. Задача комплексирования в рамках центра всех работ по электроавиации возложена на Сергея Гальперина, которого мы уже цитировали в начале статьи.


Взлет на батарейке

«Переход на электродвигатели в авиации открывает немало интересных перспектив, – говорит Сергей Гальперин, – но рассчитывать на создание коммерческого электросамолета с приличной для российских условий дальностью на чисто химических источниках энергии (батареях или топливных элементах) в ближайшем будущем не приходится: слишком разнится энергетический потенциал килограмма керосина и килограмма аккумуляторов. Гибридная схема могла бы стать разумным компромиссом. Надо понимать, что ГТД, непосредственно создающий тягу, и ГТД, который будет приводить в движение вал генератора, – это совсем не одно и то же.

Дело в том, что у самолета в ходе полета значительно изменяются энергетические потребности. На взлете авиационный двигатель развивает мощность, близкую к максимальной, а при движении на крейсерском участке (то есть большую часть полета) энергопотребление самолета снижается в 5–6 раз. Таким образом, традиционная силовая установка должна уметь работать в широком диапазоне режимов (не всегда оптимальных с точки зрения экономики) и быстро переходить от одного к другому. Ничего подобного не потребуется от ГТД в гибридной установке. Он будет подобен газовым турбинам электростанций, которые работают всегда в одном и том же, самом экономически выгодном режиме. Работают годами, без остановки».

С помощью генератора ГТД сможет вырабатывать энергию для непосредственного питания электродвигателей, а также для создания запаса в аккумуляторах. Помощь аккумуляторов понадобится как раз на взлете. Но поскольку работа электромоторов на взлетном режиме продлится всего несколько минут, запас энергии не должен быть очень большим и батареи на борту могут быть вполне приемлемыми по размеру и весу. У ГТД при этом никакого взлетного режима не будет – его дело спокойно вырабатывать электричество. Таким образом, в отличие от авиадвигателя ГТД в гибридном электросамолете будет менее мощным, более надежным и экологичным, проще по конструкции, а значит, дешевле и, наконец, будет обладать большим ресурсом.

Дуем на крыло

При этом переход на электродвигатели открывает перспективы принципиальных новшеств в конструкции гражданских самолетов будущего. Одна из наиболее обсуждаемых тем – создание распределенных силовых установок. Сегодня классическая схема компоновки лайнера предполагает две точки приложения тяги, то есть два, редко четыре, мощных двигателя, висящих на пилонах под крылом. В электросамолетах рассматривается схема размещения большого числа электродвигателей вдоль крыла, а также на его концах. Зачем это нужно?

Дело опять же в разнице взлетного и крейсерского режимов. На взлете при малой скорости набегающего потока летательному аппарату для создания подъемной силы необходимо крыло большой площади. На крейсерской скорости широкое крыло мешает, создавая избыточную подъемную силу. Проблема решается за счет сложной механизации – выдвижных закрылков и предкрылков. Самолеты меньшего размера, взлетающие с небольших аэродромов и имеющие для этого большие крылья, вынуждены идти на крейсерском участке с неоптимальным углом атаки, что приводит к дополнительному расходу топлива.

Но, если на взлете множество электромоторов, соединенных с винтами, будут дополнительно обдувать крыло, его не придется делать слишком широким. Самолет взлетит с коротким разбегом, а на крейсерском участке узкое крыло не создаст проблем. Машину будут тянуть вперед винты, вращаемые маршевыми электродвигателями, а пропеллеры вдоль крыла на этом этапе будут сложены или убраны до посадки.

В качестве примера можно привести проект NASA – X-57 Maxwell. Концепт-демонстратор оснащен 14 электромоторами, размещенными вдоль крыла и на законцовках консолей. Все они работают только во время взлета и посадки. На крейсерском участке задействованы только двигатели на концах крыла. Такое размещение моторов позволяет снизить негативное влияние вихрей, возникающих в этих местах. С другой стороны, силовая установка получается сложной, а значит, ее дороже обслуживать и вероятность отказов тоже выше. В общем, ученым и конструкторам есть над чем подумать.

Выручит жидкий азот

«Электрический самолет предоставляет множество возможностей для оптимизации, – говорит Сергей Гальперин. – Можно экспериментировать, например, с комбинированием тянущего и толкающего винтов. Электродвигатели гораздо выигрышней по сравнению с ГТД в конвертопланах, так как безопасный поворот электромотора в горизонтальное положение не представляет такой сложной инженерной проблемы, как в случае с традиционными двигателями. В электросамолете можно обеспечить полную интеграцию всех систем, создать новую систему управления. Даже гибридные машины будут производить меньше шума и вредных выбросов».

Как и аккумуляторы, электромоторы по мере увеличения мощности наращивают массу, объем и тепловыделение. Требуются новые технологии, которые сделали бы их более мощными и легкими. Для отечественных разработчиков гибридных силовых установок настоящим прорывом стало сотрудничество с российской компанией «СуперОкс» – одним из пяти крупнейших в мире поставщиков материалов со свойствами высокотемпературной сверхпроводимости (ВТСП). Сейчас «СуперОкс» разрабатывает электродвигатели со статором из сверхпроводящих материалов (охлаждаемых жидким азотом). Эти моторы с хорошими для авиации характеристиками станут основой гибридной силовой установки для регионального самолета, который, возможно, поднимется в небо в середине будущего десятилетия. В этом году на авиасалоне «МАКС» специалистами ЦИАМ был представлен демонстратор такой установки мощностью 10 кВт. Планируемый самолет будет оснащен гибридной силовой установкой с двумя двигателями мощностью 500 кВт каждый.

«Прежде чем говорить о гибридном электросамолете, – рассказывает Гальперин, – необходимо испытать нашу установку на земле, а затем в летающей лаборатории. Мы надеемся, что это будет Як-40. В нос машины вместо радара мы сможем поставить 500-киловаттный ВТСП-электродвигатель. В хвост вместо центрального двигателя установим турбогенератор. Двух оставшихся двигателей «Яка» будет вполне достаточно, чтобы испытать наше детище в большом диапазоне высот (до 8000 м) и скоростей (до 500 км/ч). И даже если гибридная установка откажет, самолет спокойно сможет завершить полет и приземлиться». Лаборатория-демонстратор по плану будет оборудована в 2019 году. Цикл испытаний предварительно назначен на 2020 год.

Умные небеса

Электрическая и гибридная тяга занимает значительное место в планах крупнейших мировых авиапроизводителей. Вот так выглядят основные черты пассажирской авиации середины нынешнего века согласно программе Smarter Skies компании AIRBUS.

«Зеленый» полет

Самолеты будущего сконструируют таким образом, чтобы максимально уменьшить углеводородный след в атмосфере. Распространение получат газотурбинные двигатели на водороде, гибридные схемы и полностью электрические самолеты на батареях. Предполагается, что батареи будут подзаряжаться от экологически чистых источников электричества. Возможно появление в районе аэродромов крупных ветропарков или солнечных электростанций.

Свобода в небе

Интеллектуальные лайнеры будут самостоятельно прокладывать маршруты исходя из параметров экологичности и топливной эффективности на основе анализа данных о погоде и состоянии атмосферы. Также они смогут собираться в формации наподобие птичьих стай, что позволит снизить лобовое сопротивление для отдельных входящих в формацию ЛА и уменьшить энергозатраты на полет.

Скорее от земли

Новые силовые установки и аэродинамика лайнеров позволят им взлетать по максимально возможной крутой траектории, чтобы уменьшить шум в районе аэропортов и как можно скорее достичь крейсерского эшелона, где самолет демонстрирует оптимальные экономические характеристики.

Посадка без двигателя

Самолеты будущего смогут заходить на посадку в планирующем режиме. Это сэкономит топливо, уменьшит уровень шума в районе аэропортов. Также снизится посадочная скорость. Это позволит сократить длину взлетно-посадочных полос.

Никакого выхлопа

Аэропорты будущего полностью откажутся от ДВС, сжигающих топливо. Для руления лайнеры будут оснащены электрическими мотор-колесами. Как альтернатива – скоростные беспилотные электротягачи, которые смогут быстро доставлять самолеты от перрона к ВПП и наоборот.  

Эксперт: РФ опережает иностранцев в создании электродвигателя для авиации

https://ria.ru/20190905/1558320932.html

Эксперт: РФ опережает иностранцев в создании электродвигателя для авиации

Эксперт: РФ опережает иностранцев в создании электродвигателя для авиации — РИА Новости, 03.03.2020

Эксперт: РФ опережает иностранцев в создании электродвигателя для авиации

Россия на пять лет опережает зарубежных конкурентов в создании электрического авиационного двигателя большой мощности, заявил РИА Новости генеральный директор… РИА Новости, 03.03.2020

2019-09-05T03:22

2019-09-05T03:22

2020-03-03T15:53

наука

технологии

россия

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdnn21.img.ria.ru/images/155786/31/1557863176_0:340:3036:2048_1920x0_80_0_0_8791b844f269c4a0f154afe4817b3462.jpg

МОСКВА, 5 сен – РИА Новости. Россия на пять лет опережает зарубежных конкурентов в создании электрического авиационного двигателя большой мощности, заявил РИА Новости генеральный директор компании «СуперОкс» Сергей Самойленков. Ранее сообщалось, что электрический двигатель на высокотемпературных сверхпроводниках создается в России по заказу Фонда перспективных исследований. Полет летающей лаборатории с таким мотором планируется осуществить в России в 2020 году.По его словам, сверхпроводники не имеют электрического сопротивления и позволяют передавать рекордно высокую плотность тока. Это позволяет повысить эффективность таких установок и снизить их массогабаритные параметры по сравнению с обычными электродвигателями. «Такая установка открывает в авиации новую страницу, потому что позволяет проектировать и создавать самолеты на электрической тяге. Это позволит реализовать в авиации те же принципы, что и в электромобилях», — сказал Самойленков.По его словам, применение подобных двигателей позволяет экономить, по разным расчетам, от 15 до 75 процентов топлива, пропорционально снизить шум и количество вредных выбросов. «Это может изменить рынок гражданской авиации на ближайшие годы и десятилетия. Тема горячо интересует всех: Airbus, Boeing, НАСА и Японское космическое агентство, всех российских авиапроизводителей. Все уверены, что за этим будущее. Только некоторые думают, что оно наступит завтра, кто-то — послезавтра, а мы думаем, что оно уже наступило», — сказал глава компании.Прототип электродвигателя был представлен компанией «СуперОкс» на стенде Центрального института авиационного моторостроения на авиакосмическом салоне МАКС-2019. Всего на сегодняшний день, рассказал Самойленков, изготовлена партия двигателей, которые проходят наземные стендовые испытания.Летные испытания планируется провести в следующем году на летающей лаборатории Як-40. «Электродвигатель будет установлен в нос самолета, что позволит оставить на самолете стандартные двигатели и испытать новый двигатель в разных режимах работы. Это произойдет впервые в мире», — рассказал собеседник агентства.Источником электроэнергии для такой установки могут быть аккумуляторные батареи, электрогенераторы или топливные ячейки. Благодаря компактным размерам электродвигателей и возможности разнесения источника питания и самой установки авиаконструкторы могут проектировать новые летательные аппараты, размещая двигатели там, где это наиболее выгодно аэродинамически. По его словам, российскую разработку можно по праву назвать прорывным решением, поскольку она открывает новые перспективы в области региональных авиаперевозок. «Этот рынок до 2035 года измеряется триллионами долларов США», — заявил глава «СуперОкс».При этом, отмечает он, разработка электродвигателя на сверхпроводниках стоила гораздо дешевле обычного авиадвигателя. «Если сравнивать с разработкой традиционного авиационного двигателя, то в как минимум в 10 раз меньше», — сказал он.

https://radiosputnik.ria.ru/20190905/1558317935.html

https://radiosputnik.ria.ru/20190529/1555050342.html

россия

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2019

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria. ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

1920

1080

true

1920

1440

true

https://cdnn21.img.ria.ru/images/155786/31/1557863176_305:0:3036:2048_1920x0_80_0_0_ad84abc1a2caefa77644e0f1d1a447f7.jpg

1920

1920

true

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

1

5

4.7

96

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

технологии, россия

Наука, Технологии, Россия

МОСКВА, 5 сен – РИА Новости. Россия на пять лет опережает зарубежных конкурентов в создании электрического авиационного двигателя большой мощности, заявил РИА Новости генеральный директор компании «СуперОкс» Сергей Самойленков.

Ранее сообщалось, что электрический двигатель на высокотемпературных сверхпроводниках создается в России по заказу Фонда перспективных исследований. Полет летающей лаборатории с таким мотором планируется осуществить в России в 2020 году.

«Зарубежные конкуренты также разрабатывают электродвигатели для авиации. В 2021-2022 годах электродвигатель предыдущего поколения, без сверхпроводников, должен быть испытан на летающей лаборатории в Европе. Наш электродвигатель отличается использованием новых материалов – сверхпроводников. Они делают возможным создавать электродвигатели большой мощности при малых размерах и массе. Такие двигатели могут быть созданы и испытаны в полете нашими конкурентами лет через пять. Мы же планируем проведение испытаний на летающей лаборатории уже в следующем году», — рассказал Самойленков.

По его словам, сверхпроводники не имеют электрического сопротивления и позволяют передавать рекордно высокую плотность тока. Это позволяет повысить эффективность таких установок и снизить их массогабаритные параметры по сравнению с обычными электродвигателями. «Такая установка открывает в авиации новую страницу, потому что позволяет проектировать и создавать самолеты на электрической тяге. Это позволит реализовать в авиации те же принципы, что и в электромобилях», — сказал Самойленков.

5 сентября 2019, 03:00

Эксперт рассказал о разработке, способной изменить рынок авиации

По его словам, применение подобных двигателей позволяет экономить, по разным расчетам, от 15 до 75 процентов топлива, пропорционально снизить шум и количество вредных выбросов. «Это может изменить рынок гражданской авиации на ближайшие годы и десятилетия. Тема горячо интересует всех: Airbus, Boeing, НАСА и Японское космическое агентство, всех российских авиапроизводителей. Все уверены, что за этим будущее. Только некоторые думают, что оно наступит завтра, кто-то — послезавтра, а мы думаем, что оно уже наступило», — сказал глава компании.

Прототип электродвигателя был представлен компанией «СуперОкс» на стенде Центрального института авиационного моторостроения на авиакосмическом салоне МАКС-2019. Всего на сегодняшний день, рассказал Самойленков, изготовлена партия двигателей, которые проходят наземные стендовые испытания.

Летные испытания планируется провести в следующем году на летающей лаборатории Як-40. «Электродвигатель будет установлен в нос самолета, что позволит оставить на самолете стандартные двигатели и испытать новый двигатель в разных режимах работы. Это произойдет впервые в мире», — рассказал собеседник агентства.

29 мая 2019, 10:00Сказано в эфире

«Мощный воздушный кулак». Военный эксперт о серийном производстве Су-57Истребитель пятого поколения Су-57 готов к серийному производству. Как отметил в эфире радио Sputnik военный эксперт Виктор Баранец, новый самолет станет достойным конкурентом зарубежным аналогам.

Источником электроэнергии для такой установки могут быть аккумуляторные батареи, электрогенераторы или топливные ячейки. Благодаря компактным размерам электродвигателей и возможности разнесения источника питания и самой установки авиаконструкторы могут проектировать новые летательные аппараты, размещая двигатели там, где это наиболее выгодно аэродинамически.

«Два наших двигателя могут обеспечить тягой самолет вместимостью до 20 пассажиров. Двигатели большей размерности или большее количество двигателей могут приводить в движение региональные самолеты – 50-70 пассажиров», — рассказал Самойленков.

По его словам, российскую разработку можно по праву назвать прорывным решением, поскольку она открывает новые перспективы в области региональных авиаперевозок. «Этот рынок до 2035 года измеряется триллионами долларов США», — заявил глава «СуперОкс».

При этом, отмечает он, разработка электродвигателя на сверхпроводниках стоила гораздо дешевле обычного авиадвигателя. «Если сравнивать с разработкой традиционного авиационного двигателя, то в как минимум в 10 раз меньше», — сказал он.

E-811 EASA TC – Pipistrel Aircraft

ОПИСАНИЕ

E-811: первый сертифицированный электрический двигатель для использования на самолетах авиации общего назначения

E-811 – первый электрический двигатель, сертифицированный для использования в авиации общего назначения Агентством по авиационной безопасности Европейского Союза (EASA). Воспользуйтесь преимуществами сертифицированного электрического двигателя или ускорьте процесс разработки своего планера с двигателем, самолета UL, LSA, VLA или самолета уровня 1 Part‑23.

Двигатель Е-811 сочетает в себе электродвигатель с жидкостным охлаждением и регулятор мощности с жидкостным охлаждением. Предлагая пиковую мощность 57,6 кВт (77 л.с.) и 49.2 кВт (66 л.с.) максимальной длительной мощности, E-811 является идеальной силовой установкой для планеров с двигателями, самолетов UL, LSA и VLA, где требуется сертифицированный двигатель. Он также может быть установлен на самолетах уровня 1 части 23 и других приложениях с распределенной силовой установкой, применяя соответствующие специальные условия.

Ходовой двигатель представляет собой современный синхронный электродвигатель с постоянными магнитами с осевым потоком. Эти двигатели легче и компактнее, они также более мощные, чем двигатели с радиальным магнитным потоком, что делает их идеальными для применения в авиации. Пропеллер установлен непосредственно на роторе.

Соответствующий контроллер преобразует постоянный ток (DC) от батарей в переменный ток (AC) для двигателя. Контроллер получает команду крутящего момента по шине CAN и соответствующим образом регулирует входной ток двигателя через высоковольтную шину переменного тока двигателя. Мотор реагирует мгновенно и без задержек. Контроллер также требует 12-вольтового источника питания.

Гибкость

Направление вращения двигателя не выбирается на заводе и может быть легко адаптировано к любому конкретному применению в процессе установки. Двигатель может вращаться по часовой стрелке или против часовой стрелки в качестве направления вращения по умолчанию.

E-811 поддерживает широкий спектр пропеллеров. На двигатель можно установить фиксированные, регулируемые с земли и электрические гребные винты с регулируемым шагом, если они совместимы с геометрией фланцев и расположением винтов (6xM8 на диаметре 75 мм). Гидравлические регуляторы не поддерживаются. Гребной винт должен иметь максимальный момент инерции 3245 кг-см 2 (7,7 фунт-фут 2 ) и весить менее 5,5 кг. Максимальная частота вращения двигателя составляет 2500 об/мин. Воздушный винт, соответствующий техническим характеристикам и ограничениям двигателя E-811, доступен для заказа или может быть специально разработан в Pipistrel.

Система охлаждения и дополнительное монтажное оборудование

Двигатель полностью охлаждается жидкостью через единый контур охлаждения со смесью 50 % воды и 50 % гликоля (автомобильный класс G12+). Вход охлаждающей жидкости расположен на регуляторе мощности, затем он поступает к двигателю через промежуточный шланг охлаждающей жидкости. Выход охлаждающей жидкости расположен на двигателе.

Система охлаждения является частью установки и может быть поставлена ​​компанией Pipistrel. В его состав входят следующие узлы: насос охлаждающей жидкости; радиатор; расширительный бак; бутылка с переливом; подводящие, отводящие и промежуточные шланги; и сама охлаждающая жидкость. Контур должен обеспечивать температуру охлаждающей жидкости на каждом компоненте менее 60°С.

Для управления выходной мощностью двигателя должна быть предусмотрена вспомогательная система управления. Это может быть обеспечено либо с помощью рычага управления двигателем, либо с помощью компьютера управления полетом, а также должна быть предусмотрена индикация в кабине, например, индикатор оборотов. Доступны различные решения, дополняющие вашу установку. Узнайте о различных вариантах, которые может предоставить Pipistrel.

Для обеспечения движущей силы двигателю требуется подача постоянного тока высокого напряжения. В зависимости от выбранной архитектуры двигатель будет получать мощность постоянного тока от источника энергии, которым могут быть батареи, подключенные через систему управления батареями (BMS), или генератор, или топливный элемент, или их комбинации. Также необходимо низковольтное (12 В пост. тока) подключение к источнику питания.

Установка дополнительного оборудования зависит от комплектации самолета. Его пригодность для двигателя Е-811 должна быть продемонстрирована в рамках сертификации типа самолета.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ ДВИГАТЕЛЬ PIPISTREL E-811

Сертификат типа EASA (№ EASA.E.234) соответствует CS-22, подраздел H, Amdt. 2 и специальное условие SC E-1 для электрического двигателя планера, LSA или VLA.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ PIPISTREL E-811-268MVLC
ДВИГАТЕЛЬ – 268 МВ LC VHML
тип синхронный постоянный магнит с осевым потоком
диаметр 268 мм (10,55 дюйма)
ширина 91 мм (3,58 дюйма)
сухой вес 22,7 кг (50 фунтов)
максимальная взлетная мощность (MTOP) до 90 секунд 57,6 кВт (77 л. с.) при 2500 об/мин
максимальная непрерывная мощность (MCP) 49,2 кВт (66 л.с.) при 2350 об/мин
Диапазон температуры наружного воздуха -20°C, +40°C (-4°F, 104°F)
максимальная температура двигателя 110°C (230°F)
ограничение скорости 2350 об/мин (MCP), 2500 об/мин (MTOP)
пределы крутящего момента 200 Нм (MCP), 220 Нм (MTOP)
КОНТРОЛЛЕР – h400C
размеры 245 x 126 x 230 мм (9,65 x 4,96 x 9,05 дюйма)
сухой вес 8,1 кг (17,8 фунта), включая кабели
максимальная температура контроллера 70°С (158°F)
диапазон входного напряжения 250–400 В постоянного тока
максимальный ток контроллера 311 А
макс. непрерывный ток 226 А
ТРЕБОВАНИЯ К СИСТЕМЕ ОХЛАЖДЕНИЯ
поток охлаждающей жидкости > 5,5 л/мин
температура охлаждающей жидкости
падение давления (во всей системе)
ТРЕБОВАНИЯ К ПРОПЕЛЛЕРУ
максимальный момент инерции 3245 кг-см 2 (7,7 фунт-фут 2 )
максимальная масса винта 5,5 кг (12,1 фунта)
максимальная скорость 2500 об/мин
Примечание. Компания Pipistrel оставляет за собой право вносить изменения в этот лист технических данных всякий раз, когда это вызвано улучшением продукта, постановлениями правительства/органов или другими уважительными причинами.

РУКОВОДСТВА И БЮЛЛЕТЕНИ

Знакомство с руководствами по эксплуатации самолетов делает ваши полеты более безопасными и эффективными. Портал технических публикаций Pipistrel — это центральное место, где можно найти все руководства и сервисную информацию в одном месте.

Поиск по содержимому, максимальному взлетному весу, категории или названию модели. Функция поиска (

Точный объем1997 см³
Система питанияпрямой впрыск
Мощность двс150 — 165 л.с.
Крутящий момент200 — 210 Нм
Блок цилиндровалюминиевый R4
Головка блокаалюминиевая 16v
Диаметр цилиндра83. 5 мм
Ход поршня91.2 мм
Степень сжатия13 — 14
Особенности двсDOHC
Гидрокомпенсаторыда
Привод ГРМцепь
ФазорегуляторDual S-VT
Турбонаддувнет
Какое масло лить4.2 литра 0W-20
Тип топливаАИ-95
Экологический классЕВРО 4/5
Примерный ресурс300 000 км

Город8.3 литра
Трасса4.9 литра
Смешанный6.1 литра

Mazda
3 III (BM)2013 — 2018
3 IV (BP)2018 — н. в.
6 III (GJ)2012 — 2016
6 GL2016 — н.в.
CX-3 I (DK)2016 — н.в.
CX-30 I (DM)2019 — н.в.
CX-5 I (KE)2012 — 2017
CX-5 II (KF)2017 — н.в.