Электрический самолет

редактировать
Самолет с электродвигателем, а не двигателем внутреннего сгорания В 2016 году Solar Impulse 2 был первый самолет на солнечных батареях, совершивший кругосветное плавание мира.

электрический самолет - это самолет, приводимый в движение электродвигателями. Электроэнергия может подаваться различными способами, включая батареи, заземление силовые кабели, солнечные элементы, ультраконденсаторы, топливные элементы. и передача энергии. Небольшие модели самолетов с электроприводом используются с 1970-х годов, а один неподтвержденный отчет - еще в 1957 году. С тех пор они превратились в небольшие беспилотные летательные аппараты (БПЛА) или дроны, которые в двадцать первом веке стали широко использоваться для многих целей.

Хотя пилотируемые полеты на привязном вертолете восходят к 1917 году, а на дирижаблях - к предыдущему веку, первый пилотируемый свободный полет самолета с электрическим приводом, MB-E1, не был осуществлен. до октября 1973 года большинство пилотируемых электрических самолетов сегодня все еще являются экспериментальными демонстраторами. В период с 2015 по 2016 год Solar Impulse 2 совершил кругосветное плавание вокруг Земли с использованием солнечной энергии. В последнее время возрос интерес к электрическим пассажирским самолетам как для коммерческих авиалайнеров, так и для личных воздушных судов.

Содержание
  • 1 Конструкция
    • 1.1 Аккумуляторы
    • 1.2 Силовые кабели
    • 1.3 Солнечные элементы
    • 1.4 Ультраконденсаторы
    • 1.5 Топливные элементы
    • 1.6 Микроволны
  • 2 История
    • 2.1 Первопроходцы
    • 2.2 Первые прототипы
    • 2.3 Беспилотные летательные аппараты
    • 2.4 Легкие самолеты
    • 2,5 Солнечное импульсное кругосветное плавание
    • 2,6 Разработки
    • 2,7 Гибридная энергия
    • 2,8 Ионный ветер
  • 3 Применения
  • 4 Электрический винтокрылый аппарат
    • 4.1 Беспилотный
    • 4.2 Пилотируемый
    • 4.3 Проекты
  • 5 См. Также
  • 6 Ссылки
  • 7 Внешние ссылки
Дизайн

На сегодняшний день все электрические самолеты приводились в действие электродвигателями движущими силами, генерирующими тягу пропеллеры или подъемные роторы. Некоторые из типов с пропеллерным приводом были дирижаблями.

. Механизмы хранения и подачи необходимой электроэнергии значительно различаются, и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Используемые механизмы включают:

  • Батареи могут сохранять значительный электрический заряд, хотя их вес все еще ограничивает достижимый диапазон.
  • Силовые кабели подключаются к заземленному источнику питания.
  • Солнечные элементы преобразуют солнечный свет непосредственно в электричество.
  • Ультраконденсаторы могут накапливать ограниченное количество энергии для коротких всплесков высокой мощности
  • Топливные элементы похожи на батареи, но потребляют свои реагенты из внешнего источника.
  • СВЧ энергия была передана из наземного источника.

Батареи

Батареи являются наиболее распространенным носителем энергии компонентом электрического самолеты, ввиду их относительно большой грузоподъемности. Батареи были самым ранним источником электричества, впервые использовавшимся для дирижаблей в девятнадцатом веке. Эти первые батареи были очень тяжелыми, и только после появления таких технологий, как никель-кадмиевые (NiCd) аккумуляторные батареи во второй половине двадцатого века, батареи стали практическим источником энергии для самолетов. Современные типы батарей включают литиевые и ряд других менее широко используемых технологий. Такие батареи остаются популярным источником энергии сегодня, хотя они все еще имеют ограниченный срок службы между зарядками и, следовательно, ограниченный диапазон.

Батареи также часто используются для временного хранения электроэнергии, вырабатываемой другим источником.

Силовые кабели

Электрический силовой кабель может быть подключен к заземленному источнику питания, например к электрическому генератору. На малых высотах он позволяет избежать перевозки тяжелых батарей и использовался экспериментальным наблюдательным вертолетом Petróczy-Kármán-urovec PKZ-1 1917 года. Однако такое судно должно оставаться привязанным к наземному объекту, а более высокие и или чем дальше он летит, тем больший вес троса он должен поднять вместе с ним.

Солнечные элементы

A солнечные элементы преобразуют солнечный свет непосредственно в электричество для прямого или временного хранения. Выходная мощность солнечных элементов мала, даже когда многие из них соединены вместе, что ограничивает их использование и также является дорогостоящим. Однако использование ими свободно доступного солнечного света делает их привлекательными для работы на больших высотах с длительным сроком службы.

Для длительных полетов, чтобы держать корабль в воздухе всю ночь, обычно требуется резервная система хранения, которая обеспечивает питание в темное время суток и заряжается в течение дня.

ультраконденсаторы

ультраконденсатор может хранить ограниченное количество энергии для коротких всплесков высокой мощности, например, при взлете, но из-за его относительно небольшого объема памяти По возможности он не подходит в качестве основного источника питания. Его преимущество перед небольшой батареей - способность заряжаться и разряжаться намного быстрее при более высоких пиковых токах.

Топливные элементы

A топливный элемент использует реакцию между двумя жидкостями, такими как водород и кислород, для создания электричества. В отличие от батареи, жидкости не хранятся в батарее, а всасываются извне. Это открывает перспективу гораздо большей дальности полета, чем у батарей и экспериментальных образцов, но технология еще не запущена в производство.

Микроволны

Для передачи энергии электромагнитной энергии, такой как микроволны, например, с помощью кабеля питания, требуется заземленный источник питания. Тем не менее, по сравнению с силовым кабелем, луч энергии несет гораздо меньшие потери веса с увеличением высоты. Эта технология была продемонстрирована на небольших моделях, но ожидает практического развития.

История

Первопроходцы

Впервые эксперименты с использованием электричества для силовой установки самолета были проведены во время разработки дирижабль, произошедший во второй половине девятнадцатого века. 8 октября 1883 года Гастон Тиссандье управлял первым дирижаблем с электрическим приводом. В следующем году Чарльз Ренар и Артур Кребс летали Ла Франс с более мощным мотором. Даже с грузоподъемностью дирижабля тяжелые аккумуляторы, необходимые для хранения электричества, сильно ограничивали скорость и дальность полета таких ранних дирижаблей.

Для привязанного устройства, такого как платформа для наблюдения за воздухом, можно включить питание привязи. В попытке найти более практичное решение, чем неуклюжие воздушные шары, которые использовались в то время, в 1917 году был запущен австро-венгерский вертолет с электроприводом PKZ-1 Petróczy-Kármán-urovec PKZ-1. Он имел специально разработанный Электродвигатель постоянного тока мощностью 190 л.с. (140 кВт) производства Austro-Daimler, питаемый по кабелю от наземного генератора постоянного тока. Однако электродвигатели еще не были достаточно мощными для таких применений, и двигатель сгорел всего за несколько полетов.

В 1909 году электрическая модель свободного полета, как утверждалось, пролетела восемь минут., но это утверждение было оспорено создателем первой зарегистрированной электрической модели радиоуправляемой модели в 1957 году. Удельная мощность для электрического полета проблематична даже для небольших моделей.

В 1964 году Уильям С. Браун в Raytheon управлял вертолетом модели, который получил всю мощность, необходимую для полета передача микроволновой энергии.

Первые прототипы

Успех в создании полноразмерного самолета не будет достигнут до тех пор, пока не будут разработаны никель-кадмиевые (NiCad) аккумуляторы с гораздо более высокой емкостью соотношение веса по сравнению со старыми технологиями. В 1973 году переоборудовал моторный планер Brditschka HB-3 в электрический самолет Militky MB-E1. 21 октября он пролетел всего 14 минут и стал первым электрическим самолетом, который летал своим ходом с человеком на борту.

Разрабатываемые почти параллельно с никель-кадмиевой технологией, солнечные элементы также постепенно становились практически осуществимыми. источник питания. После успешного испытания модели в 1974 г. 29 апреля 1979 г. состоялся первый в мире официальный полет самолета с двигателем на солнечных батареях. В подъемнике Mauro Solar Riser использовались фотоэлементы, обеспечивающие мощность 350 Вт при 30 Вт. вольт. Они заряжали небольшую батарею, которая, в свою очередь, приводила в действие двигатель. Одна только батарея была способна питать двигатель от 3 до 5 минут после 1,5-часовой зарядки, что позволяло ему достичь высоты полета.

Под руководством Фредди То, архитектора и члена Премия Кремера, модель Solar One была разработана Дэвидом Уильямсом и произведена компанией Solar-Powered Aircraft Developments. Самолет типа мотопланера, первоначально построенный как самолет с педальным приводом для попытки пересечения пролива, оказался слишком тяжелым, чтобы его можно было успешно использовать с помощью человеческой энергии, а затем он был преобразован на солнечную энергию с помощью электродвигателя, приводимого в действие заряженными батареями. перед полетом от солнечной батареи на крыле. Первый полет Solar One состоялся 13 июня 1979 года на аэродроме Лашэм, графство Хэмпшир.

После успешного полета с участием человека был перезапущен Премия Кремера позволяла экипажу накапливать энергию перед взлетом. В 1980-х годах в нескольких таких конструкциях хранилось электричество, вырабатываемое педалями, в том числе Массачусетский технологический институт Monarch и Aerovironment Bionic Bat.

Пилотируемый человеком Solair 1, разработанный Гюнтером Рохельтом, совершил полет в 1983 году с заметно улучшенными характеристиками. В нем использовалось 2499 солнечных батарей, установленных на крыльях.

Немецкий самолет на солнечных батареях «Икаре II» был спроектирован и построен институтом авиационного проектирования (Institut für Flugzeugbau) Штутгартского университета в 1996 году. Лидер проекта и часто пилот самолета - Рудольф Войт-Ничманн, руководитель института. Этот дизайн получил премию Берблингера в 1996 году, премию EAA за особые достижения в Ошкоше, медаль Golden Daidalos немецкого аэроклуба и приз OSTIV во Франции в 1997 году.

Беспилотные летательные аппараты

The NASA Pathfinder Plus электрический беспилотный летательный аппарат

Pathfinder NASA, Pathfinder Plus, Centurion и Helios были серией солнечных и беспилотные летательные аппараты (БПЛА), работающие на топливных элементах, разработанные AeroVironment, Inc. с 1983 по 2003 год в рамках проекта Экологические исследовательские самолеты НАСА и Программа Sensor Technology. 11 сентября 1995 года Pathfinder установил неофициальный рекорд высоты для самолета на солнечных батареях - 50 000 футов (15 000 м) во время 12-часового полета из NASA Dryden. После доработок самолет был переведен в США. Тихоокеанский ракетный полигон (PMRF) ВМФ на гавайском острове Кауаи. 7 июля 1997 года Pathfinder поднял рекорд высоты для самолетов на солнечных батареях до 71 530 футов (21 800 м), что также было рекордом для самолетов с винтом.

6 августа 1998 года Pathfinder Plus поднял национальный рекорд высоты в 80 201 фут (24 445 м) для самолетов с солнечной батареей и винтом.

14 августа 2001 г. Гелиос установил рекорд высоты в 96 863 фута (29 524 м) - рекорд для класса FAI. U (экспериментальные / новые технологии) и класс FAI U-1.d (дистанционно управляемый БПЛА: масса от 500 кг до менее 2500 кг), а также рекорд высоты для винтовых самолетов. 26 июня 2003 года прототип Helios разбился и упал в Тихий океан у Гавайских островов после того, как самолет столкнулся с турбулентностью, что привело к прекращению программы.

QinetiQ Zephyr - легкий беспилотный летательный аппарат на солнечной энергии (БПЛА). По состоянию на 23 июля 2010 года он является рекордсменом по продолжительности полета для беспилотного летательного аппарата - более 2 недель (336 часов). Он имеет конструкцию из полимера, армированного углеродным волокном, версия 2010 года весит 50 кг (110 фунтов) (версия 2008 года весила 30 кг (66 фунтов)) с размахом 22,5 метра. (версия 2008 года имела 18 метров (59 футов)). Днем он использует солнечный свет для зарядки литий-серных батарей, которые питают самолет в ночное время. В июле 2010 года Zephyr совершил мировой рекорд по продолжительности полета БПЛА - 336 часов 22 минуты и 8 секунд (более двух недель), а также установил рекорд высоты в 70 742 фута (21 562 м) для класса U-1.c FAI (дистанционно управляемый БПЛА: вес от 50 кг до менее 500 кг).

Легкий самолет

Первый коммерчески доступный, несертифицированный серийный электрический самолет, Alisport Silent Club self -запуск планера, совершил полет в 1997 году. Он опционально приводится в движение электродвигателем постоянного тока мощностью 13 кВт (17 л.с.), работающим от 40 кг (88 фунтов) батарей, которые накапливают 1,4 кВтч энергии.

Первый сертификат летной годности электрического самолета был выдан на Lange Antares 20E в 2003 году. Также электрический самозапускающийся 20-метровый планер / планер с 42-киловаттным постоянным током / Бесщеточный двигатель постоянного тока и литий-ионные батареи, он может подниматься на высоту до 3000 метров с полностью заряженными элементами. Первый полет был в 2003 году. В 2011 году самолет выиграл конкурс Berblinger 2011 года.

В 2005 году Алан Коккони из AC Propulsion совершил полет с помощью нескольких другие пилоты, беспилотный самолет "SoLong" в течение 48 часов без остановок, приводимый в движение исключительно солнечной энергией. Это был первый такой круглосуточный полет на энергии, хранящейся в батареях, установленных на самолете.

В 2008 году, демонстратор топливных элементов Boeing

В 2007 году некоммерческая организация CAFE Foundation провел первый симпозиум по электрическим самолетам в Сан-Франциско.

В проекте FCD с двигателем Boeing (демонстратор топливных элементов) используется Diamond HK-36 Super Dimona моторный планер в качестве исследовательского испытательного стенда для легкого самолета, работающего на водородных топливных элементах. Успешные полеты состоялись в феврале и марте 2008 года.

Первый конкурс NASA Green Flight Challenge состоялся в 2011 году, и 3 октября его выиграл Pipistrel Taurus G4. 2011.

В 2013 году Чип Йейтс продемонстрировал, что самый быстрый в мире электрический самолет Long ESA, модифицированный Rutan Long-EZ, может превзойти Cessna с бензиновым двигателем. и другие самолеты в серии испытаний, подтвержденных Международной авиационной федерацией. Было обнаружено, что Long ESA менее дорогой, имеет более высокую максимальную скорость и более высокую скорость набора высоты, отчасти из-за способности самолета сохранять летные характеристики на высоте, поскольку не происходит возгорания.

В 2017 г. Siemens использовал модифицированный акробатический самолет Extra EA-300, 330LE, чтобы установить два новых рекорда: 23 марта на аэродроме Dinslaken Schwarze Heide в Германии, самолет достиг максимальной скорости около 340 км / ч (180 узлов) на расстоянии более трех километров; На следующий день он стал первым планером, буксирующим электрический самолет.

Кругосветное плавание Solar Impulse

Solar Impulse 2 приводится в движение четырьмя электродвигателями. Энергия солнечных элементов на крыльях и горизонтальном стабилизаторе хранится в литий-полимерных батареях и используется для привода гребных винтов. В 2012 году первый Solar Impulse совершил первый межконтинентальный полет на солнечном самолете из Мадрида, Испания, в Рабат, Марокко.

Завершенный в 2014 году, Solar Impulse 2, помимо прочего, имел больше солнечных элементов и более мощные двигатели. В марте 2015 года самолет совершил первый этап запланированного кругосветного путешествия из Абу-Даби, Объединенные Арабские Эмираты, в восточном направлении. Из-за повреждения батареи корабль остановился в Гавайях, где его батареи были заменены. Он возобновил кругосветное плавание в апреле 2016 года и достиг Севильи, Испания, в июне 2016 года. В следующем месяце он вернулся в Абу-Даби, завершив кругосветное плавание.

События

НАСА Испытательный стенд электрического самолета НАСА разработало X-57 Maxwell на основе Tecnam P2006T

. NASA Puffin был концепцией, предложенной в 2010 году для электрический двигатель, вертикальный взлет и посадка (VTOL), личный летательный аппарат.

Европейская комиссия профинансировала множество проектов с низким TRL для инновационных электрических или гибридных двигателей.. ENFICA-FC - это проект Европейской комиссии, цель которого - изучить и продемонстрировать полностью электрический самолет с топливными элементами в качестве основной или вспомогательной системы питания. В ходе трехлетнего проекта была разработана энергосистема на основе топливных элементов, которая использовалась в сверхлегком самолете Rapid 200FC.

Испытательный стенд NASA Electric Aircraft (NEAT) - это реконфигурируемый испытательный стенд НАСА на станции Плам-Брук, штат Огайо, используемый для проектирования, разработки, сборки и испытаний электрических систем питания самолетов, начиная с небольшой, или двухместные самолеты мощностью до 20 МВт (27 000 л.с.) авиалайнеры. Соглашения НАСА об исследованиях (NRA) предоставлены для разработки компонентов электродвигателей. Они будут завершены в 2019 году, а внутренние работы НАСА - к 2020 году, затем они будут собраны в мегаваттную приводную систему, которая будет протестирована в NEAT размером с узким корпусом.

Разработано НАСА. X-57 Maxwell для демонстрации технологий по снижению расхода топлива, выбросов и шума. Модифицированный по сравнению с Tecnam P2006T, X-57 будет иметь 14 электродвигателей, приводящих в движение пропеллеры, установленные на передних кромках крыла. В июле 2017 года Scaled Composites модифицирует первый P2006T, заменив поршневые двигатели на электродвигатели, чтобы начать полет в начале 2018 года, затем переместит двигатели на законцовки крыла, чтобы увеличить тяговая эффективность и, наконец, будет установлено крыло с высоким удлинением и 12 меньшими опорами.

В сентябре 2017 года бюджетный авианосец Великобритании EasyJet объявил, что разработка электрического 180-местного автомобиля на 2027 год с компанией Wright Electric. Основанная в 2016 году компания US Wright Electric создала двухместную пилотажную модель с батареями 272 кг (600 фунтов) и полагает, что их можно расширить с помощью значительно более легких химических элементов : дальность действия 291 нм (540 км) будет достаточной для 20% пассажиров Easyjet. Затем Wright Electric разработает 10-местный, в конечном итоге, ближнемагистральный авиалайнер, рассчитанный как минимум на 120 пассажиров, и нацелен на снижение шума на 50% и снижение затрат на 10%. Джеффри Энглер, генеральный директор Wright Electric, считает, что коммерчески жизнеспособные электрические самолеты приведут к снижению затрат на энергию примерно на 30%.

19 марта 2018 года Israel Aerospace Industries объявила о своих планах разработать ближнемагистральный электрический авиалайнер, опираясь на свой опыт работы с небольшими энергосистемами UAS. Он может разработать его собственными силами или с помощью стартапа, такого как израильский Eviation, US Zunum Aero или Wright Electric.

Австралийский MagniX. к августу 2019 года намеревается летать на электрическом Cessna 208 Caravan с двигателем мощностью 540 кВт (720 л.с.) в течение часа. Электродвигатель Magni5 компании уже непрерывно выдает 265–300 кВт (355–402 л.с.)) пик при 2500 об / мин при 95% эффективности при сухой массе 53 кг (117 фунтов) и удельной мощности 5 кВт / кг, конкурируя с 260 кВт (350 л.с.), 50 кг (110 фунтов) Siemens SP260D для Extra 330LE. К сентябрю 2018 года электродвигатель с пропеллером мощностью 350 л.с. (260 кВт) был испытан на железной птице Cessna. Предполагалось, что караван мощностью 750 л.с. (560 кВт) будет летать к осени 2019 года, а к 2022 году, по оценкам MagniX, электрический самолет пролетит до 800 и 1610 км к 2024 году. Двигатель работал на испытаниях динамометр на 1000 часов. Железная птица представляет собой носовой фюзеляж Каравана, используемый в качестве испытательного стенда, где обычный турбовинтовой двигатель PT6 заменен электродвигателем, инвертором и системой жидкостного охлаждения, включая радиаторы, приводящей в движение Cessna 206. пропеллер. Серийный двигатель будет производить 280 кВт (380 л.с.) при 1900 об / мин, по сравнению с 2500 об / мин испытательного двигателя, что позволяет устанавливать гребной винт без редуктора.

MagniX мощностью 560 кВт (750 л.с.) Электродвигатель был установлен на гидросамолете de Havilland Canada DHC-2 Beaver. Harbour Air, базирующаяся в Британской Колумбии, надеется ввести этот самолет в коммерческую эксплуатацию в 2021 году, первоначально для рейсов продолжительностью менее 30 минут, пока дальность полета не увеличится с использованием аккумуляторных технологий. 10 декабря 2019 года он совершил свой первый четырехминутный полет с реки Фрейзер возле Ванкувера. Штатный поршневой двигатель Pratt Whitney R-985 Wasp Junior шестиместного Beaver был заменен 135-килограммовым (297 фунтов) magni500, с заменяемыми батареями, позволяющими 30 минутные полеты плюс 30 минут резервной мощности.

28 мая 2020 года электрический караван Cessna 208B стал крупнейшим коммерческим самолетом, летающим на электроэнергии.

К маю 2019 года Roland Berger насчитал в разработке почти 170 программ по производству электрических самолетов, а к концу года ожидается более 200, при этом большинство из них нацелено на роль городского воздушного такси. Американский / британский стартап ZeroAvia разрабатывает двигательные установки на топливных элементах с нулевым уровнем выбросов для малых самолетов и испытывает свой HyFlyer на Оркнейских островах при финансовой поддержке правительства Великобритании в размере 2,7 миллиона фунтов стерлингов. Демонстрационный образец немецкого 10-местного автомобиля Scylax E10 должен полететь в 2022 году, его должен использовать FLN Frisia Luftverkehr для соединения восточно-фризских островов с его 300 км. (160 морских миль) и 300 м (980 футов) короткий взлет и посадка.

Velis Electro, внешне похожий вариант изображенного на фото Pipistrel Virus, был первым сертифицированным электрическим самолетом типа 10 июня 2020 года.

10 июня 2020 года Velis Electro вариант двухместного Pipistrel Virus был первым электрическим самолетом, получившим сертификат типа от EASA. Приведенный в действие электродвигателем мощностью 76 л.с. (58 кВт), разработанным для Emrax, он предлагает полезную нагрузку 170 кг, крейсерскую скорость 90 узлов (170 км / ч) и продолжительность полета 50 минут. Pipistrel планирует поставить более 30 экземпляров в 2020 году, которые будут эксплуатироваться в качестве учебно-тренировочного самолета ..

Илон Маск пересмотрел свой предыдущий прогноз на 2019 год относительно аккумуляторов коммерческих электрических самолетов с 5 до 3 лет. Недавно Tesla выпустила исследовательские работы, основанные на значительно улучшенных аккумуляторных элементах следующего поколения, заявив, что они будут производить батареи с энергией 400 Вт · ч / кг, которая требуется для полета коммерческих электрических самолетов.

23 сентября 2020 года , базирующаяся в Гетеборге, представила проект ES-19, 19-местный полностью электрический коммерческий самолет, который планируется запустить к середине 2026 года. Планируемая дальность полета с обычным алюминиевым планером и крылом составляет 222 морских миль (400 км), а запланированная минимальная длина взлетно-посадочной полосы - 800 м (2640 футов). Первоначально нацеленная на авиакомпании, работающие в странах Северной Европы, Heart получила "выражения интереса" к 147 самолетам ES-19 стоимостью около 1,1 миллиарда евро или 1,3 миллиарда долларов США (7,5 миллиона евро или 8,8 миллиона долларов каждый) как минимум от восемь авиакомпаний. Поддерживаемый шведским венчурным капиталистом EQT Ventures, правительствами Северных стран и Европейским союзом, Heart изначально финансировалось шведским инновационным агентством Виннова и является выпускником Кремниевой долины. пусковой ускоритель Y Combinator.

Гибридный двигатель

A гибридный электрический самолет - это самолет с гибридной электрической трансмиссией, необходимый для авиалайнеров в качестве удельная энергия литий-ионных аккумуляторов намного ниже, чем авиационного топлива. К маю 2018 года было реализовано более 30 проектов, и с 2032 года предусматривались ближнемагистральные гибридно-электрические авиалайнеры. Самыми продвинутыми являются Zunum Aero 10-местный, Демонстрационный образец Airbus E-Fan X, VoltAero Cassio, UTC модифицирует Bombardier Dash 8, а прототип впервые поднялся в воздух 6 июня 2019 года.

ионный ветер

В ноябре 2018 года инженеры MIT подняли в воздух первый самолет без движущихся частей, движимый тягой ионного ветра.

Применения

В настоящее время электрические летательные аппараты с батарейным питанием имеют гораздо более ограниченную полезную нагрузку, дальность полета и выносливость, чем те, которые работают от двигателей внутреннего сгорания. Следовательно, он подходит только для небольших самолетов (для больших пассажирских самолетов потребуется увеличение плотности энергии в 20 раз по сравнению с литий-ионными батареями). Однако подготовка пилотов - это область, в которой упор делается на короткие перелеты. Несколько компаний производят или демонстрируют легкие самолеты, пригодные для начальной летной подготовки. Airbus E-Fan предназначался для летной подготовки, но проект был отменен. Pipistrel производит легкие спортивные электрические самолеты, такие как Pipistrel WATTsUP, прототип Pipistrel Alpha Electro. Преимущество электрического самолета для летной подготовки - более низкая стоимость электроэнергии по сравнению с авиационным топливом. Шум и выбросы выхлопных газов также снижаются по сравнению с двигателями внутреннего сгорания.

Все чаще применяется в качестве поддерживающего двигателя или даже самозапуска для планеров. Наиболее распространенной системой является передний электрический маршевый двигатель , который используется более чем в 240 планерах. Ограниченная дальность полета не является такой проблемой, поскольку двигатель используется в течение короткого периода времени либо для запуска, либо для предотвращения выхода из строя. Преимущество электрического двигателя в этом случае заключается в уверенности в том, что он запустится, и в скорости развертывания по сравнению с двухтактными бензиновыми двигателями или реактивными двигателями.

Электрический винтокрылый аппарат

Хотя австро-венгерская команда Петроци-Карман-Журовец управляла экспериментальным привязным военным вертолетом-наблюдателем в 1917 году, использование электроэнергии для несущих винтов полет не использовался до наших дней.

Беспилотные

Легкие компоненты позволили разработать, в частности, для развлекательных целей небольшие, дешевые радиоуправляемые беспилотные летательные аппараты, часто называемые дронами, особенно широко распространенные квадрокоптер.

Управляемый

Вертолет F / Chretien

Решение F / Chretien Helicopter первый в мире свободно летающий электрический вертолет, несущий человека, был разработан Паскалем Кретьен. Концепция была взята из концептуальной модели автоматизированного проектирования 10 сентября 2010 г. до первого тестирования на 30% мощности 1 марта 2011 г. - менее шести месяцев. Самолет совершил первый полет с 4 по 12 августа 2011 года. Все разработки проводились в Венель, Франция.

В феврале 2016 года Филипп Антуан, AQUINEA и ENAC, Ecole Nationale Supérieure de l'Aviation Civile, успешно совершили первый полет. полностью электрический обычный вертолет Volta на аэродроме Кастельнодари, Франция. Volta продемонстрировала 15-минутный полет в режиме зависания в декабре 2016 года. Вертолет приводится в движение двумя двигателями PMSM, которые вместе развивают мощность 80 кВт, и литиевой батареей 22 кВт · ч. Volta официально зарегистрирована DGAC, Французским управлением по летной годности, и имеет разрешение на полеты в гражданском воздушном пространстве Франции.

В сентябре 2016 года Мартин Ротблатт успешно испытала вертолет с электрическим приводом. Пятиминутный полет достиг высоты 400 футов с максимальной скоростью 80 узлов. Вертолет Robinson R44 был модифицирован двумя синхронными трехфазными двигателями с постоянными магнитами YASA Motors, весом 100 фунтов, а также 11 литий-полимерными батареями от Brammo весом 1100 фунтов и цифровым дисплеем в кабине. Позже в 2016 году он пролетел 20 минут. 7 декабря 2018 года команда Tier 1 Engineering совершила полет на электрическом R44 с батарейным питанием более 30 миль (56 км) на скорости 80 узлов (150 км / ч) и высоте 800 футов (240 футов). м), установив мировой рекорд Гиннеса для самого дальнего расстояния.

Проекты

Sikorsky Firefly S-300 был проектом для летных испытаний электрический винтокрылый аппарат, но проект был приостановлен из-за нехватки батарей. Первым в мире крупномасштабным полностью электрическим поворотным ротором стал демонстратор технологии беспилотного летательного аппарата AgustaWestland Project Zero , который проводил беспилотные бои на привязи на земле в Июнь 2011, менее чем через шесть месяцев после того, как компания дала официальное разрешение.

Airbus CityAirbus - это демонстрационный образец самолета с электрическим приводом VTOL. Самолет multirotor предназначен для перевозки четырех пассажиров, с пилотом на начальном этапе и для самостоятельного пилотирования, когда это разрешено правилами. Его первый беспилотный полет запланирован на конец 2018 года, а пилотируемые полеты последуют в 2019 году. Сертификация типа и коммерческое внедрение запланированы на 2023 год.

См. Также
Ссылки
Внешние ссылки
Викискладе есть медиафайлы, связанные с самолетами с электродвигателями.
Последняя правка сделана 2021-05-18 11:19:41
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте