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 () также доступна в правом верхнем углу интерфейса портала технических публикаций.

Пожалуйста, войдите в систему, используя имя пользователя: Гость , пароль: Гость

Нажмите здесь, чтобы получить доступ к порталу технической публикации

Сертификаты и регистрации

Buy

Электрические основы — Kitplanes

с его аэродинамическими. электрическому Xenos требуется всего около 21 кВт (примерно 28 л.с.), чтобы лететь со скоростью 100 миль в час.

Привет, меня зовут Гейб, и я беззастенчивый фанат электрических самолетов. Я построил и управлял двумя своими собственными электрическими самолетами, и я участвовал в еще дюжине или около того электрических самолетов, как для отдыха, так и для профессионалов.

Я был одним из основателей и руководил исследованиями и разработками Zero Motorcycles около пяти лет. Я работал в JOBY, когда они были всего лишь небольшой командой из дюжины инженеров или около того, я пять лет проработал разработчиком промышленных дронов, а сейчас я работаю в ZeroAvia в качестве руководителя отдела трансмиссии, где мы разрабатываем электрические водородные топливные элементы. силовые установки для коммерческих самолетов. О, я также разработал электрическую силовую установку, которую вы, возможно, видели в Aerolite 103 EV, летающем на Sun ‘n Fun и AirVenture в этом году.

Хотя это может звучать как хай-тек занудство, будьте уверены, я такой же, как и вы, и я просто хочу строить и летать на самолетах!

После того, как Пол Дай и Марк Кук посетили и написали статью о моем Electric Xenos, а Дин Сиглер написал несколько статей о моем E-Gull, меня осенило, что, возможно, у меня достаточно интереса, чтобы начать серию статей об электрических самолетах, компонентах и ​​технологиях, а также о том, как они актуальны для китбилдинга сегодня.

Один из наиболее забавных/разочаровывающих аспектов электрической авиации (и всех электромобилей в целом) заключается в том, насколько неправильно понимаются основные принципы. Есть большая вероятность, что вы знаете, как работает двигатель внутреннего сгорания (ДВС), верно? Поршни, цилиндры, карбюраторы, клапаны, зажигание, CHT, EGT, 100LL и т. д. Но если я скажу вам, что у моего электрического самолета двигатель на 55 кВт и батарея на 15 кВтч, значит ли это для вас что-нибудь? Если это так, некоторые из этих материалов могут показаться вам скучными. если нет, читайте дальше, и я сделаю все возможное, чтобы повысить ваши знания в области электрических полетов.

Спонсор освещения авиашоу:

Я планирую написать серию статей, раскрывающих и объясняющих многие аспекты электрической авиации. Я расскажу об основах электрических силовых установок, двигателях, батареях, контроллерах, безопасности, стоимости, зарядке и т. д. Но я хотел бы начать с того, что помогу вам расширить ваши знания о силовых установках с ДВС и электрических силовых установках. Как только вы поймете несколько простых концепций, вы обнаружите, что они не так уж и отличаются. Пропеллер не знает и не заботится о том, что заставляет его вращаться.

Итак, давайте начнем с «мощности» и «энергии» (и заранее извиняюсь перед пользователями метрической системы).

Перевод ватт в лошадиные силы

Какой показатель номер один каждый хочет знать о силовой установке с ДВС? Как насчет мощности, особенно лошадиных сил? Когда я говорю вам, что у моего ДВС 75 л.с., вы, наверное, интуитивно понимаете, что это значит, верно? Вы знаете, что этой мощности достаточно для Piper Cub или аналогичного небольшого самолета, но, вероятно, недостаточно для чего-то большего. Сверхлегкий или самозапускающийся планер может летать всего на 20 л.с. или около того. Cessna 140 имеет двигатель мощностью 85 л.с., 150 — 100 л.с., 172 — 160 л.с. и так далее.

Когда я говорю вам, что у моего электрического Xenos двигатель мощностью 55 кВт, это соответствует примерно 75 л. с. Ватты напрямую переводятся в лошадиные силы; они оба являются единицами мощности. Пусть вас не смущает и не сбивает с толку тот факт, что они имеют разные характеристики оборотов и крутящего момента. Власть есть сила. Чтобы преобразовать ватты в лошадиные силы, вы просто делите количество ватт на 745, чтобы получить лошадиную силу. Используя более обычную метрику кВт, вы можете просто умножить на 1,34, чтобы получить мощность в лошадиных силах.

Поскольку 55 000 ватт — громоздкое число, мы сокращаем его до киловатт (тысячи ватт), а затем сокращаем киловатты до киловатт. Таким образом 55 кВт; просто, правда? Вы будете удивлены, как много действительно умных людей ошибаются в этом. Одна из самых распространенных ошибок, которую я вижу, это люди, которые ошибочно используют кВтч и путают кВт и кВтч. Киловатт-час — это единица энергии, а не мощность. Сказать, что у вас есть двигатель на 55 кВтч, все равно что сказать, что у вас есть двигатель на 75 галлонов, что, конечно, просто глупо.

Это дает нам хороший переход к энергии. В системах хранения электроэнергии принято использовать ватт-часы в качестве меры емкости. Это просто количество энергии, которую ваше хранилище энергии может обеспечить за один час, и это будет точно так же, как измерение вашего топлива ДВС в лошадиных силах. Это на самом деле довольно удобно. Если ваш самолет летит с мощностью 50 л.с. и у вас осталось 100 «лошадиных часов», у вас будет два часа. Возьми? Чтобы единицы измерения были разумными, мы используем «киловатт-часы», и это обычно аналогично выражению «галлоны топлива». Еще раз, есть очень прямое преобразование энергии из галлонов (или литров) газа в кВтч энергии. Один галлон газа эквивалентен 33,7 кВтч энергии.

Итак, теперь, когда я говорю вам, что мой электрический Xenos оснащен двигателем мощностью 55 кВт и батареей емкостью 15 кВт·ч, вы можете провести простую математику и определить, что это означает, что у моего самолета примерно 75 л.с. и чуть меньше половины галлона бензина. эквивалентный запас энергии. Так что вы можете сказать: «У него много мощности, но мало бензина», и вы будете правы.

Эффективность силовой установки и планера

Электрические силовые установки без проблем обеспечивают большую мощность. Это накопление энергии, что является их слабостью. Но электрические силовые установки обладают невероятным преимуществом в производительности, которое позволяет им компенсировать часть этого недостатка, а именно эффективность. Эффективность – это способность превращать накопленную энергию в движущую силу. Мощность — это то, что заставляет винт вращаться, и электропривод может делать это примерно в три раза эффективнее силовой установки с ДВС. Хорошая электрическая силовая установка около 9КПД 0%, в то время как традиционные авиационные двигатели с ДВС имеют КПД около 30%. Это означает, что мои полгаллона энергии в моем электрическом Xenos фактически эквивалентны примерно 1,5 галлонам энергии в традиционной силовой установке с ДВС. «Ну, это еще не очень много», — может сказать проницательный читатель. И ты снова будешь прав.

И здесь мы должны использовать нашу последнюю уловку, чтобы заставить электрические самолеты работать: эффективные планеры. Сколько энергии нужно вашей Cessna, чтобы лететь со скоростью 100 миль в час (или узлов, или что-то еще), я почти уверен, что Cessna 150, на которой я учился летать, сжигала около 4,5 галлонов в час на скорости всего около 100 миль в час. Таким образом, 4 галлона при эквивалентной энергии 33,7 кВтч эквивалентны примерно 150 кВтч общей энергии за один час полета со скоростью 100 миль в час. Затем мы применяем ужасный 30% КПД ДВС, чтобы получить примерно 45 кВт (около 60 л.с.) требуемой мощности. Мы только что показали, что Cessna 150 требуется около 45 кВт, чтобы лететь со скоростью 100 миль в час, рассчитав энергию, используемую за счет расхода топлива. Ты все еще со мной? Хороший. Если нет, извините за то, что я не лучший учитель. Несмотря ни на что, продолжим.

Вернуться к обсуждаемой теме. Что, если я скажу вам, что моему электрическому Xenos требуется всего около 21 кВт (примерно 28 л. с.), чтобы лететь со скоростью 100 миль в час? Это правда, и я могу это доказать. Ниже представлено видео и журнал данных (рис. 1) полета в Калифорнии из Уотсонвилля (KWVI) в Холлистер (KCVH). Выровнявшись на высоте около 2500 футов, я просто дал ему поработать и разогнался до скорости примерно 110 миль в час при мощности около 24 кВт и примерно до 100 миль в час при мощности около 21 кВт.