Электромотор поможет при отказе.

[RomanSR]

5 октября 2011

Компания Eurocopter провела успешные испытания гибридного вертолета, в котором используется тандем турбовального двигателя и электрического мотора, отмечая новый этап в инновационной стратегии компании, которая открывает путь для дальнейших усовершенствований в области безопасности полетов.
Для осуществления этого прорыва в использовании гибридной концепции, Eurocopter использовал дополнительную электрическую систему для увеличения маневренности однодвигательного вертолета во время посадки на авторотации, которая выполняется в случае отказа основного двигателя.


Фотография взята с сайта www.bizavnews.ru

Демонстрационный вертолет является модификацией серийной версии успешной модели - одномоторного вертолета AS350, который дополнительно был оснащен электрическим двигателем. В случае отказа основного двигателя, электродвигатель обеспечивает питание для ротора, что позволяет пилоту очень легко управлять вертолетом во время снижения для экстренной посадки. Следующим шагом компании будет окончательная доводка этой концепции и оценка ее реализации на серийных вертолетах производства Eurocopter.
«Научные исследования Eurocopter используются каждый день для того, чтобы повысить безопасность полетов и технические характеристики вертолетов для удобства наших клиентов, и мы гордимся тем, что разработали первый в мире вертолет, оснащенный одновременно двигателем внутреннего сгорания и электрической установкой, - сказал Лутц Бертлинг (Lutz Bertling), президент и исполнительный директор Eurocopter. Гибридные двигатели являются важным элементом инновационного плана Eurocopter в развитии следующего поколения вертолетов. Этот вертолет открывает новые возможности для усовершенствований в области безопасности, а также для снижения потребления топлива и выбросов».
Гибридный демонстрационный вертолет AS350 имеет очень компактный электромотор и литий-ионный полимерный аккумулятор, который установлен в центральной части фюзеляжа. Электронное управление позволяет очень точное распределять мощность электродвигателя во время посадки на авторотации.

http://www.bizavnews.ru/230/9410

[Boser]

Мощный там электромотор

[ZMIY]

Я не понял вот что, электромотор тянущий или задействуется только при отказе ?
А то слово "гибридный" какбы намекает на то что он таки тянущий, а обычный движок используется как генератор. Но тогда смысла нет, ведь может отказать сам электромотор.

[=M=PiloT]

(по дилетантски) Интересно очень большой парашют спас бы от гибели ?

[la5-er]

Может "электродвигатель обеспечивает питание для ротора, что позволяет пилоту очень легко управлять вертолетом во время снижения для экстренной посадки" -означает что эл-мотор "обеспечивает" бустеры, которые при отключение основного двигателя тоже отключались?

[Heli]

все просто
есть гдт, генератор, батарея, электромотор
гтд вращает вращает несущий винт и генератор, он заряжает батарею
гтд отключился - батарея питает электромотор, он вращает несущий винт=безопасное приземление

[Anton71]

ПМСМ это маскировка проработки электрической трансмиссии.

Следующим шагом Eurocopter будет окончательная доработка гибридной концепции и оценка ее эффективности в серийных вертолетах компании.

На этом аппарате параллельно механика и резервный моторчик для поддержки оборотов НВ на парашютировании.

[A_A_A]

(по дилетантски) Интересно очень большой парашют спас бы от гибели ?

Есть такие
http://26127.ru.all.biz/cat.php?oid=182723
но применяются только на планерах и сверхлегких самолетах. На вертолете несущий винт мешает такую систему применять... Но и сам несущий винт (если пилот не опоздал с уборкой шаг-газ на минимал) - очень неплохой парашют...

[ZloyPetrushkO]

все просто
есть гдт, генератор, батарея, электромотор
гтд вращает вращает несущий винт и генератор, он заряжает батарею
гтд отключился - батарея питает электромотор, он вращает несущий винт=безопасное приземление

ИМХО, там функцию резервного электромотора выполняет стартер генератор, скорее всего увеличенной мощности. т.к. ставить отдельный электромотор ето значит добавлять передачу для него в редуктор, да еще ета передача должна быть отключаемой, дабы постоянно не крутить резервный электромотор.
а это много веса и мало надежности.

однако, с использованием стартер генератора увеличенной мощности по идее тоже не все гладко: электродвигатель же вроде работает на фиксированной мощности, и на нем нельзя сделать "аварийный" режим, т.е. резкое увеличение мощности в ущерб ресурсу на небольшое время( а в ПД или ВРД такой режим сделать можно).
в общем итоге-блин, очень интересно как они ето сделали

(по дилетантски) Интересно очень большой парашют спас бы от гибели ?

на данный момент спасательные парашютные системы спасают ЛА ЕМНИП массой до 5 тонн. правда штука ета получается очнеь ненадежная, и жесткими улсовиями на примнеение.ЛА восстановлению как правило не подлежит. в итоге-парашют надежнее

[XaHyMaH]

Ёртолет!

[deMax]

(по дилетантски) Интересно очень большой парашют спас бы от гибели ?

если высота есть то хватит и авторотации, если ее нет то парашут не поможет.
может для вертолета что то подобное можно придумать?

[Anton71]

ИМХО, там функцию резервного электромотора выполняет стартер генератор, скорее всего увеличенной мощности. т.к. ставить отдельный электромотор ето значит добавлять передачу для него в редуктор, да еще ета передача должна быть отключаемой, дабы постоянно не крутить резервный электромотор.
а это много веса и мало надежности.

однако, с использованием стартер генератора увеличенной мощности по идее тоже не все гладко: электродвигатель же вроде работает на фиксированной мощности, и на нем нельзя сделать "аварийный" режим, т.е. резкое увеличение мощности в ущерб ресурсу на небольшое время( а в ПД или ВРД такой режим сделать можно).
в общем итоге-блин, очень интересно как они ето сделали

Постепенно доработают электродвигатель до нужной степени надёжности и массы потом выкинут тяжёлый редуктор и вставят генератор. Будет полный гибрид с возможностью аварийной работы от аккумуляторов. По массе всё должно получиться.
Насчёт аварийного режима - тут дело в охлаждении. То есть мощность можно повысить если в системе охлаждения есть теплоноситель на время пока он не закипит например.

[A_A_A]

По массе всё должно получиться.

С массой как раз буду большие проблемы. Еще более большие проблемы будут с размерами - как впихнуть в тщедушный А350 генератор и двигатель каждый на 500 квт. Сколько будут весить аккумуляторы, позволяющие питать 500 квт-ный электродвигатель хотя бы пару минут - страшно даже подумать. Боюсь редуктор будет раз в десять полегче и покомпактней.
http://www.gc-azimut.ru/media/500kW-4.jpg

Данная разработка только лишь поможет пилоту вовремя не убравшему шаг-газ на минимум при отказе движка поддержать обороты НВ. Только поддержать, поскольку основной силой крутящей НВ останется набегающий поток.

[ZloyPetrushkO]

Постепенно доработают электродвигатель до нужной степени надёжности и массы

дык вроде на данный момент надежность электродвижков значительно выше ДВС...и масса самого электродвигателя меньше. и КПД там более 90%. вот токо сопутсвующее оборудование тяжелое.

Постепенно доработают электродвигатель до нужной степени надёжности и массы потом выкинут тяжёлый редуктор и вставят генератор. Будет полный гибрид с возможностью аварийной работы от аккумуляторов. По массе всё должно получиться.

полный гибрид-это в смысле когда ДВС приводит в действие генератор, от тока генератора приводиться в действие электромтор, который напрямую вращает винт?
такие проекты уже есть, но на данном этапе( и в обозримом будущем) развитие техники не позволяет создать аккумуляторы нужной емкости/массы для поддержания требуемой тяги в течение продолжительного времени у гибрида(ибо у гиборида должно быть что то, что крутит генератор, а так же топливо для этого что то).

вот например характеристики типовых двигателей на 500+ кВт:
http://www.laborant.ru/eltech/01/0/4/08-00.htm
кстати говоря, зная примрно потребляемый ток двигателя, можно прикинуть емкость батареи для требуемого времени работы.

а вот статья про электросамолет(уже к нам ближе)
тут сказано что аккумов хватает на 25-45 минут, при мощности двигателя всего 75кВт.с учетом того что вертолет кушает примерно в 4-5 раз больше горючки чем саомлет аналогичной массы, то логично предположить что и время полета уменьшиться на ету величину. кроме того, в етом самолете батареи дают большую часть массы.
http://principact.ru/content/view/64/67/

итого, получается что сделать в обозримом будущем можно либо гибрид с работающими аккумуляторами на несколько минут или полноценный электровертолет, рбаотающий чисто на аккуцмуляторах в течение десятка минут)
-----
к тому же,переход на полный гибрид не позволит использовать такое преимущество использщования стартер генератора: в случае повреждения основной СУ, резервная СУ в виде стартер-генератора остается нетронутой и позволяет посадить ЛА.
а для полного гибрида повреждения либо ДВС,либо генератора,либо электродвигателя=сразу хана.

Насчёт аварийного режима - тут дело в охлаждении. То есть мощность можно повысить если в системе охлаждения есть теплоноситель на время пока он не закипит например.

гм...
если принять мозность того же электромотора хотябы 50кВт(как 10% от мощности основной СУ), то получается некислый кипятильник на 50кВт...ето ж какой нужен турбохолодильник для такого?
там конструкция сразу расплавиться...

[A_A_A]

дык вроде на данный момент надежность электродвижков значительно выше ДВС...и масса самого электродвигателя меньше. и КПД там более 90%. вот токо сопутсвующее оборудование тяжелое.

ДВС бывают разные... Поршневой ДВС на 500 квт и ГТДтакой же мощности по массе будут различаться просто таки драматический...

Генератор на 500 квт это минимум 1 тонна + такой же по массе электро двигатель. А сухой вес собсвенно всего вертолета AS350 с ГТД и якобы жутко тяжелым редуктором - 1174 кг... Боюсь чиста электрическую трансмиссию он не потянет... Даже если забыть про размеры полумегаватного генератора и такого же электромотора

Апдейт: вес двигателя Turbomeca Arriel 2B -115 кг...

[ZebulGo]

если учесть, что генератор будет вращаться от ГТД с частотой, допцстим, 40-50 тыс оборотов в минуту, то его вес значительно уменьшается. С электромотором сложнее

[ZloyPetrushkO]

Поршневой ДВС на 500 квт и ГТДтакой же мощности по массе будут различаться просто таки драматический...

дык кто ж спорит то?ПД на такую мощность весить будет порядка 500кг(например М-62 при мозности 1000 л.с. всит 560 кг)

Боюсь чиста электрическую трансмиссию он не потянет...

таки да, у меня тоже есть такие подозрения
поетомув обозримом будущем создание гибридного вертолета-имхо нереально.

[Anton71]

Генератор на 500 квт это минимум 1 тонна + такой же по массе электро двигатель.

Это смотря какой электродигатель. современные двигатели выдают до 7-8 КВт на 1 кг массы. Схемы управления на полупроводниках тоже достаточно лёгкие. Аккумулятор должен давать пиковый ток в аварийном режиме на пол минуты к примеру чтобы иметь гарантию мягкой посадки не двигаясь в узком диапазоне горизонтальных и вертикальных скоростей и не имея большого выбора где состоится посадка.

--- Добавлено ---

дык вроде на данный момент надежность электродвижков значительно выше ДВС...и масса самого электродвигателя меньше. и КПД там более 90%. вот токо сопутсвующее оборудование тяжелое.


полный гибрид-это в смысле когда ДВС приводит в действие генератор, от тока генератора приводиться в действие электромтор, который напрямую вращает винт?
такие проекты уже есть, но на данном этапе( и в обозримом будущем) развитие техники не позволяет создать аккумуляторы нужной емкости/массы для поддержания требуемой тяги в течение продолжительного времени у гибрида(ибо у гиборида должно быть что то, что крутит генератор, а так же топливо для этого что то).

вот например характеристики типовых двигателей на 500+ кВт:
http://www.laborant.ru/eltech/01/0/4/08-00.htm
кстати говоря, зная примрно потребляемый ток двигателя, можно прикинуть емкость батареи для требуемого времени работы.

а вот статья про электросамолет(уже к нам ближе)
тут сказано что аккумов хватает на 25-45 минут, при мощности двигателя всего 75кВт.с учетом того что вертолет кушает примерно в 4-5 раз больше горючки чем саомлет аналогичной массы, то логично предположить что и время полета уменьшиться на ету величину. кроме того, в етом самолете батареи дают большую часть массы.
http://principact.ru/content/view/64/67/

итого, получается что сделать в обозримом будущем можно либо гибрид с работающими аккумуляторами на несколько минут или полноценный электровертолет, рбаотающий чисто на аккуцмуляторах в течение десятка минут)
-----
к тому же,переход на полный гибрид не позволит использовать такое преимущество использщования стартер генератора: в случае повреждения основной СУ, резервная СУ в виде стартер-генератора остается нетронутой и позволяет посадить ЛА.
а для полного гибрида повреждения либо ДВС,либо генератора,либо электродвигателя=сразу хана.


гм...
если принять мозность того же электромотора хотябы 50кВт(как 10% от мощности основной СУ), то получается некислый кипятильник на 50кВт...ето ж какой нужен турбохолодильник для такого?
там конструкция сразу расплавиться...

Масса движка по вашей же ссылке про электросамолёт

Двигатель был разработан специально для самолета и обладает выдающимися параметрами. Вот некоторые из них: напряжение -270 вольт, ток -200 ампер, вес -22,7 кг, КПД – более 90%. Размеры такого двигателя сравнивают с килограммовой банкой кофе (!) и это при, приблизительно, 75 кВт мощности.

Это далеко не предел. Существуют серийные образцы значительно легче. С естественным воздушным охлаждением.
Жидкостные системы охлаждения дополнительно могут увеличить максимальную мощность.
Вот пример конторы проектирующей похожее:
http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/3519.html
Можно заказать

[ZloyPetrushkO]

... современные двигатели

дык по двигателю то как раз и меньше всего вопросов
доведут.
у вертолета только один нюанс- у него потребная тяга как ни крути должна быть не меньше веса вертолета. у самолета же проще: тяговооруженность может быть 0,1-0,2.

... Аккумулятор ...

вот по аккумуляторам то как раз и больше всего вопросов...
собственно, мое сообщение сводилось к тому что в обозримом будущем можно либо вертолет чисто на батарейках, либо вертолет гибрид без запаса энергии на аварийную посадку.

Аккумулятор должен давать пиковый ток в аварийном режиме на пол минуты к примеру чтобы иметь гарантию мягкой посадки

полминуты-этого явно не хватит. с высоты 2 км свободнопадающее тело без учета силы сопротивления воздуха падает порядка 20с...
а тут вертолет, да и еще с силой сопротивления воздуха...несколько минут нужно делать, а лучше-минут 10-15.хоть какой то толк тогда будет.

[Anton71]

дык по двигателю то как раз и меньше всего вопросов
доведут.
у вертолета только один нюанс- у него потребная тяга как ни крути должна быть не меньше веса вертолета. у самолета же проще: тяговооруженность может быть 0,1-0,2.



вот по аккумуляторам то как раз и больше всего вопросов...
собственно, мое сообщение сводилось к тому что в обозримом будущем можно либо вертолет чисто на батарейках, либо вертолет гибрид без запаса энергии на аварийную посадку.


полминуты-этого явно не хватит. с высоты 2 км свободнопадающее тело без учета силы сопротивления воздуха падает порядка 20с...
а тут вертолет, да и еще с силой сопротивления воздуха...несколько минут нужно делать, а лучше-минут 10-15.хоть какой то толк тогда будет.

Ну а авторотация никуда не делась, просто выйдя из необходимых условий по скоростям можно будет туда вернуться или включить мотор на небольшой высоте перед самым касанием.

[ZloyPetrushkO]

Ну а авторотация никуда не делась, просто выйдя из необходимых условий по скоростям можно будет туда вернуться или включить мотор на небольшой высоте перед самым касанием.

если предположить что вертолет на авторотации будет снижаться с вертикалкой 5 м/с то чтобы ее погасить за 30 секунд при массе вертолета 1000кг ему придеться развить тягу порядка 1200кгс(это без учета потерь, а КПД на таких режимах значительно ниже оптимальных условий)
пусть КПД будет 0.3, тогда если я усе прально прикинул-то потребная мощность должна быть 200кВт. и батарея ети 30 сек должна питать ети 200кВт.
а теперь учтем, что в реальности все будет намного хуже.
как видно, ни о какой возможности выбора площадки и т.п. речи дажэе не идет.

если я праивльно посчитал, то как то так. а сколько должна кстати говоря весить батарея чтобы в течение 30 сек питать электромотор 200 кВт?

[Anton71]

если предположить что вертолет на авторотации будет снижаться с вертикалкой 5 м/с то чтобы ее погасить за 30 секунд при массе вертолета 1000кг ему придеться развить тягу порядка 1200кгс(это без учета потерь, а КПД на таких режимах значительно ниже оптимальных условий)
пусть КПД будет 0.3, тогда если я усе прально прикинул-то потребная мощность должна быть 200кВт. и батарея ети 30 сек должна питать ети 200кВт.
а теперь учтем, что в реальности все будет намного хуже.
как видно, ни о какой возможности выбора площадки и т.п. речи дажэе не идет.

если я праивльно посчитал, то как то так. а сколько должна кстати говоря весить батарея чтобы в течение 30 сек питать электромотор 200 кВт?

Не так и много

Автомомобили на электротяге Nissan, имеют литий-ионные батареи плоского типа. Под днищем авто спрятано 50 модулей: вес каждого модуля 4 кг, и общая энергоотдача отдача – 90 кВт.

200кг , по другим источникам общая емкость 24квт/ч
Если прикинуть то аккумулятор с такой весовой отдачей будет массой 200/12=16кг этого на 30 сек хватит.
А какой там уже стоит? Как бы не потяжелее
Насчет выбора площадки, я верю еврокоптеру

[ZloyPetrushkO]

Не так и много

а тогда как?

я сделал следующие допущения: вретолет на авторотации снижается 5 м/с, масса вертолета 1000кг,КПД винта на авторотации=0.3
и выполнил оценочный расчет используя: из времени работы и начальной скорости нашел ускорение a=V/t; 2й закон Ньютона (a=F*m), откуда нашел потребную силу 1200кгс;используя связь N=P*V нашел потребную мощность.
что неверно?

однако, имхо, очевидно что в реальности все будет рбаотать в гораздо более жестких допущениях.
например, циферок для конкретных вертолетов у меня так под рукой нет, но вот Википедия врет что:

Установившаяся скорость вертикального снижения составляет приблизительно 25-30 м/с и зависит от модели вертолёта и факторов, описанных выше.

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%90%...86%D0%B8%D1%8F

да и масса вертолета что то поболее чем 1000кг тоже будет =)

200кг , по другим источникам общая емкость 24квт/ч
Если прикинуть то аккумулятор с такой весовой отдачей будет массой 200/12=16кг этого на 30 сек хватит.

а откуда информация, елси не секрет? и на какой вольтаж рассчитан етот аккумулятор?
какая частота вращения/крутящий момент у электромотора?
и можно плз расшифровать вычисления для тупых людей? а то я честно говоря не понял, откуда взялось 12 и итоговый результат в 16кг. просто автомобильный аккумулятор весит поболее чем 16кг зачастую

[mr_tank]

просто автомобильный аккумулятор весит поболее чем 16кг зачастую

так то свинцовый. А ставят литий ионный, у них плотность энергии 600Втч/кг. Т.е. килограмм может выдать 0.6кВт в течении часа, или 6кВт в течении 6 минут, или 36кВт в течении минуты. Конечно, это идеалистическая прикидка, поскольку есть ограничения на снимаемый ток и прочее.

[Anton71]

Вот-вот. По поводу ограничений по току. У некоторых современных аккумуляторов токоотдача достигает 50С , что означает в нормальном, не аварийном режиме, без существенной потери ресурса, можно разрядить аккум чуть больше чем за минуту.
Тот аккумулятор что описывался выше, от Nissan LEAF, имеет напряжение около 200В. Емкость в районе 120 а/ч максимальный рабочий ток судя по описаниям 450А. По двигателю

Электромобиль Nissan Leaf приводится в движение мотором, мощность которого составляет 80 кВт (109 л.с.), а максимальный крутящий момент равен 28,5 кг-м

Кстати наглядный пример где схема аварийного ЭД помогла бы:
http://www.favt.ru/favt_new/?q=dejat...m/dokument/854