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 ?

[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

[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...

[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.

[A_A_A]

Это смотря какой электродигатель. современные двигатели выдают до 7-8 КВт на 1 кг массы.

То есть электромотор мощностью 500 кВт будет весить 65 кг?... Поверю если только увижу его своими глазами...

http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/3519.html[/url]

Какая то ненаучная фантастика...

[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.

[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?

[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

[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

[mr_tank]

в нормальном, не аварийном режиме, без существенной потери ресурса, можно разрядить аккум чуть больше чем за минуту

но у нас расматривается именно аварийный, да и 30 сек - нижняя оценка. Итого, исходя из имеющихся данных, вполне можно впихнуть аккумулятор приемлемых размеров и массы.

--- Добавлено ---

а тепловозы на li-ion и суперконденсаторах еще только в процессе.

зато есть теплоходы. Тепловозам гибридный привод особо без надобности, да и отрасль весьма консервативная.

[Anton71]

Для литий-ионных ресурс порядка 2000 циклов , хотя для них важнее, не циклы, а старение от времени. Объём 50кг аккумулятора не сильно велик и уже видимо используется обычным , который можно будет снять. КПД может вырасти серьёзно что скомпенсирует даже увеличенный, на первом этапе, общий вес всей схемы. А ещё возможность использовать новые компоновки вертолетов с улучшенными ЛТХ, когда это все доведут до ума.

[ZloyPetrushkO]

но у нас расматривается именно аварийный, да и 30 сек - нижняя оценка. Итого, исходя из имеющихся данных, вполне можно впихнуть аккумулятор приемлемых размеров и массы

как я уже писал выше-чтобы это все было действительно эффективно-то нужно рассматривать скорость снижения совсем не 5м/с, а под 25 м/с; и не за 30 секунд а за 5-10(ибо за 30 сек вертолет поймает столько возмущений, что его куданть унесет)
ну и вдобавок ему нужно еще обеспечить запас энергии, чтобы он до выхода на режим авторотации мог еще и площадку себе подобрать.

собсна тут уже масса будет больше в разы, и пока это нереально.

зато есть теплоходы. Тепловозам гибридный привод особо без надобности, да и отрасль весьма консервативная.

а теплоходу он зачем?
нет, понятно что есть у теплохода несколько преимуществ, но разве ето прям так критично?

Для литий-ионных ресурс порядка 2000 циклов , хотя для них важнее, не циклы, а старение от времени.

что то вот так же Википедия врет про 1000 циклов...но хотя тут шибко не важно, в условиях гибюрида то...
да и старение по времени сейчас у них тоже не шибко радует: он на мобилах аккумы живут по полгода, а потом потеря емкости. и каюк.

Объём 50кг аккумулятора не сильно велик и уже видимо используется обычным , который можно будет снять.

врядли получиться, т.к. а) плотность ли-ион аккума значительно меньше плотности редуктора(а удельный вес редуктора по статистике можно примерно принять как 7000кг на м3)
б)редуктор как правило конструкция сложной формы, а аккум состоит из элементов, которые чаще всего цилиндрические.

КПД может вырасти серьёзно что скомпенсирует даже увеличенный, на первом этапе, общий вес всей схемы.

сумневаюсь...

А ещё возможность использовать новые компоновки вертолетов с улучшенными ЛТХ, когда это все доведут до ума.

а вот новые компоновки под новые схемы-ето реально +1.ждемс

[mr_tank]

как я уже писал выше-чтобы это все было действительно эффективно-то нужно рассматривать скорость снижения совсем не 5м/с, а под 25 м/с; и не за 30 секунд а за 5-10(ибо за 30 сек вертолет поймает столько возмущений, что его куданть унесет)
ну и вдобавок ему нужно еще обеспечить запас энергии, чтобы он до выхода на режим авторотации мог еще и площадку себе подобрать.

не надо. Вся фишка в том, что сажать вертолет на авторотации существенно сложнее, чем нормальным образом, а вот сыпаться вниз - нет. Потому, все что нужно, обеспечить мощность на НВ перед касанием, т.е. не считать, с какой высоты шаг увеличивать будет рано, а с какой - поздно.

а теплоходу он зачем?
нет, понятно что есть у теплохода несколько преимуществ, но разве ето прям так критично?

экологические нормы в порту. Но главное, корабли существенно больше, чем даже тепловозы, в них аккумуляторов можно упихать много.