http://zilm.livejournal.com/ ([identity profile] zilm.livejournal.com) wrote in [community profile] engineering_ru2014-07-23 05:00 pm

Airbus представил в Фарнборо электрический самолёт

Originally posted by [livejournal.com profile] zilm at Airbus представил в Фарнборо электрический самолёт
Точнее, представил он его несколькими месяцами раньше, но тогда итак было достаточно новостей про электрические самолётики, а теперь, когда Airbus притащил его на одну из самых известных международных выставок в индустрии и обнародовал дату релиза, грех об этом не написать.

top-angle-view
E-Fan 2.0 был построен EADS (Airbus) с чистого
листа исключительно в электрическом варианте.

Начну с технических характеристик. Airbus E-Fan 2.0 - это маленький двухместный самолёт с креслами, расположенными одно за другим, хотя в производство, как обещает Airbus, пойдёт версия с сиденьями, расположенными сбоку друг от друга. Размах крыльев 9.7 метров, длина 6.7 метра, а масса - всего 500 кг, благодаря широкому применению композитов. Аэродинамическое качество получилось всего лишь 16, планером его уже не назовёшь - настоящий самолёт!


Промо-ролик о том, как разрабатывали и собирали Airbus E-Fan 2.0.

60 км/ч самолёт набирает не включая основные двигатели, в колёса встроены электродвигатели, затем подключаются два импеллера по 30 кВт каждый, 60 кВт в сумме. Взлёт осуществляется на скорости 110 км/ч, максимальная скорость в два раза больше, 220 км/ч, а крейсерская скорость электрического самолёта - 160 км/ч. На крейсерской скорости время его полёта составит около 45 минут, до одного часа.


За счёт отдельных моторов в колёсах, самолёт может перемещаться по
взлётному полю с меньшими затратами энергии и практически бесшумно.

Время полёта совсем небольшое, но оно ограничено уровнем развития современных батарей, и к тому же Airbus нашёл вполне серьёзное коммерческое применение для такого самолёта. "На самом деле, существует рынок, особенно для простых тренировок пилотов, потому что первые 20 часов всё что вы делаете, это взлетаете, садитесь, выполняете разворот и всё сначала, и он просто идеален для этого", - говорит Dr Detlef Müller-Wiesner, глава направления электросамолётов в Airbus.


Крейсерская скорость E-Fan 2.0 - 160 км/ч.

В то время, как час тренировки на бензиновом самолёте обойдётся в $55 расходов на топливо, на электрическом на это уйдёт всего $16. Добавьте сюда экономию на обслуживании, ведь электрический силовой агрегат практически не надо обслуживать, по сравнению с бензиновым, и станет понятно, куда клонит Airbus. Думаете, раз меньше сервисных часов, значит электрический силовой агрегат менее надёжен? Вообще, нет, но Airbus перестраховывается, добавив в самолёт резервную батарею на 15 минут полёта и парашютную установку для всего самолёта.

efan20-efan40
3D рендеры E-Fan 2.0 и E-Fan 4.0.

В будущем, по мере увеличения ёмкости батарей, будет увеличиваться и время полёта, как обещает Airbus. Небольшое увеличение может произойти и к началу коммерческого производства E-Fan 2.0, которое начнётся осенью 2017 года. Самолёт получит всю необходимую сертификацию международного уровня для пассажирской авиации. Следующим Airbus планирует выпустить версию E-Fan 4.0 - для 4-х пассажиров. Он получит удлиннитель хода на базе двигателя Ванкеля, range extender, с которым полёт сможет длиться около 3.5 часов.


Батареи E-Fan 2.0 размещаются в крыльях самолёта.

В самолёте E-Fan 2.0 используются два литий-полимерных аккумуляторных модуля, весом 65 кг каждый, размещённые в крыльях. Суммарно 250-вольтная батарея состоит из ста двадцати элементов ёмкостью 40Ач каждый. Всю батарею можно будет зарядить за 1 час, а позже должна появиться ещё более быстрая зарядка.


Гибридный проект Airbus E-Thrust на 90 пассажиров.

Пока технологиям, применённым в E-Fan ещё далеко до больших коммерческих самолётов, но Airbus рассчитывает применить их в будущем для снижения уровня шума и выхлопа. Видимо, речь идёт о прототипе E-Thrust, который компания представляла ранее. В нём была применена один обычный большой турбореактивный двигатель сзади самолёта и хранилище энергии, которое будет отвечать за питание комплекса электрических импеллеров. Поскольку они будут меньше традиционных, их можно интегрировать прямо в раму самолёта, обеспечив лучшую с аэродинамической точки зрения компоновку.


Один обычный ГТД на авиакеросине для полёта на крейсерской скорости и
6 электрических импеллеров - схема двигательной установки концепта E-Thrust.

На взлёте и наборе высота обе системы будут работать в паре, на крейсерской скорости обычный турбореактивный двигатель будет работать в одиночестве и понемногу восполнять запас энергии, а при посадке импеллеры будут регенерировать накопленную самолётом кинетическую энергию в электрическую. Для чего, как предполагает Airbus, в схеме кроме аккумуляторов понадобятся ещё и суперконденсаторы.


Первый публичный полёт E-Fan 2.0 в апреле 2014 г.

Хотя не очень понятно, почему Airbus выбрал для E-Fan 2.0 импеллеры: хотя они компактней и создают меньше шума, их КПД на крейсерской скорости на относительно малых (для авиации) скоростях значительно уступает обычным открытым пропеллерам. Поэтому время полёта на открытом пропеллере могло бы быть выше. Airbus рассчитывает на то, что за счёт меньшего уровня шума для таких самолётов могут применяться менее строгие правила полётов около населённых пунктов.

Всего компания планирует построить 100 E-Fan 2.0, и собрать на основе их эксплуатации своими клиентами достаточно данных для дальнейшего развития электрических самолётов. В конце концов, в Airbus уверены, что можно построить полностью электрический вертолёт или полностью электрический, или гибридный самолёт на 90 пассажиров.

[identity profile] melted-down.livejournal.com 2014-07-23 10:19 am (UTC)(link)
по-русски они называются "импеллеры" :)

[identity profile] melted-down.livejournal.com 2014-07-23 12:51 pm (UTC)(link)
что поделать ;)
но это ничего, пока компьютеры "вычислителями" называть не заставляют - можно и "импеллер" использовать :)))

[identity profile] gistory.livejournal.com 2014-07-23 10:26 am (UTC)(link)
К сожалению нет ничего о стоимости самолета, особенно в сравнении с бензиновыми аналогами.
Низкие эксплуатационные расходы это очень хорошо, но каковы начальные вложения.

[identity profile] gistory.livejournal.com 2014-07-23 01:32 pm (UTC)(link)
Вот я и хотел понять в сравнении))) Понятно что аирбас и мелкосерийное (опытное) производство.
Если это будет примерно также как Тесла против бензинового, то все равно стоимость, например, обучения будут немаленькой - ведь в него будет включено не только цена электричества, но и амортизация самолетика.

Т.е. на мой взгляд, это совсем не коммерческий проект.

[identity profile] ardelfi.livejournal.com 2014-07-23 10:55 am (UTC)(link)
Думаю наиграются с аккумуляторами, и сделают нормальный гибрид либо с дизель-генератором или бензо-генератором. Компоновка облегчается -- генератор размещается где нужно, а не где привыкли вешать двигатели. Электромоторы легки и малы, никаких топливопроводов к ним, и весь самолёт может быть электрическим -- никакой гидравлики. Кроме того, без топливопроводов и гидравлики импеллеры легко сделать поворотными и автоматически управляемыми -- и получите автоматический вертикальный взлёт и посадку. Вот это создаст рынок моментально. Успехов авторам.

[identity profile] xs10.livejournal.com 2014-07-23 11:13 am (UTC)(link)
+1

[identity profile] e-pipe.livejournal.com 2014-07-23 11:25 am (UTC)(link)
Скорее всего, поставят газовую турбину на авиационном топливе (например, вспомогательный двигатель от большого самолета) - для максимальной совместимости с существующей инфраструктурой.

[identity profile] ardelfi.livejournal.com 2014-07-23 11:58 am (UTC)(link)
На беспилотники (можно считать сверхлёгкой авиацией) стараются ставить поршневые двигатели для экономичности. Единственное преимущество турбины -- высокая удельная мощность. А бензо-генератор на 120кВт -- это консервативно порядка 50кг массы на сегодняшних технологиях. Вот пример двигателя на 294кВт массой 40кг (http://reports.nissan-global.com/EN/?p=14334). Бензин и дизельное топливо не менее совместимы с существующей инфраструктурой. APU не годится абсолютно -- посмотрите описание любого.

(no subject)

[identity profile] ardelfi.livejournal.com - 2014-07-23 13:06 (UTC) - Expand

(no subject)

[identity profile] e-pipe.livejournal.com - 2014-07-23 13:58 (UTC) - Expand

(no subject)

[identity profile] ardelfi.livejournal.com - 2014-07-23 16:38 (UTC) - Expand

[identity profile] ailuropoda-m.livejournal.com 2014-08-21 03:37 pm (UTC)(link)
>Думаю наиграются с аккумуляторами, и сделают нормальный гибрид либо с дизель-генератором или бензо-генератором.

Их делают уже давно.

(no subject)

[identity profile] ardelfi.livejournal.com - 2014-08-21 16:30 (UTC) - Expand

(no subject)

[identity profile] ardelfi.livejournal.com - 2014-08-22 01:44 (UTC) - Expand

[identity profile] e-pipe.livejournal.com 2014-07-23 11:23 am (UTC)(link)
Почему "глайдер"? У переводчика проблемы с русским языком?

[identity profile] fan-d-or.livejournal.com 2014-07-23 12:08 pm (UTC)(link)
С русским техническим.

Импеллер.
Крейсерская скорость.
ГТД/турбореактивный двигатель.
Ппланёр-паритель.

и т.д.

(no subject)

[identity profile] e-pipe.livejournal.com - 2014-07-23 13:02 (UTC) - Expand

(no subject)

[identity profile] igor-schwab.livejournal.com - 2014-07-23 21:06 (UTC) - Expand

(no subject)

[identity profile] e-pipe.livejournal.com - 2014-07-23 13:04 (UTC) - Expand

(no subject)

[identity profile] genka8.livejournal.com - 2014-07-23 13:20 (UTC) - Expand

(no subject)

[identity profile] genka8.livejournal.com - 2014-07-23 13:53 (UTC) - Expand

(no subject)

[identity profile] genka8.livejournal.com - 2014-07-23 14:07 (UTC) - Expand

[identity profile] fan-d-or.livejournal.com 2014-07-23 12:20 pm (UTC)(link)
>> Хотя не очень понятно, почему Airbus выбрал для E-Fan 2.0 канальные движители: хотя они компактней и создают меньше шума, их КПД на круизе на относительно малых (для авиации) скоростях значительно уступает обычным открытым пропеллерам. Поэтому время полёта на открытом пропеллере могло бы быть выше.


С точностью до наоборот - КПД винта в канале (в обечайке) выше, чем без оных благодаря устранению перетекания потока через конец лопасти.

Причина применения винтов малого диаметра проста: большой винт требует высокого крутящего момента и низких оборотов.
Элекдродвигатели напротив - высокооборотны и имеют небольшой крутящий момент.

Из двух вариантов согласования (редуктор/прямой привод) выбран более простой и надёжный - редуктор исключён, за что пришлось платить маленькими винтами, которые без туннеля вообще никакие по КПД.

Маленькие импеллеры открывают путь к кластерной силовой установке - большое число мелких элементов выгодней единственного большого по целому ряду резонов (надёжность, цена, серийность, аэродинамика).

[identity profile] polarizoid.livejournal.com 2014-07-23 12:53 pm (UTC)(link)
Чисто из практики авиамоделирования - при одинаковой тяге импеллер стоит дороже, заметно шумнее классического пропеллера, жрет электричества больше раза в два и весит тоже заметно больше. Преимущества - хорошая копийность (имеется ввиду модели-копии реактивных самолетов), высокая скорость воздушной струи, а значит, и высокая скорость самолета.

[identity profile] polarizoid.livejournal.com 2014-07-23 01:00 pm (UTC)(link)
Что-то они намудрили с батареями. Сто двадцать элементов по 40Ач каждый при весе всего 130 кг и напряжении 250 вольт - это что-то слишком оптимистично по удельной энергоемкости для литий-полимерных аккумуляторов. Или реально?

[identity profile] russia-insider.livejournal.com 2014-07-23 02:40 pm (UTC)(link)
бесшумный самолет
класс
вот бы такой для ночной разведки во вторую мировую
теперь осталось только атомный реактор небольшой придумать (:

[identity profile] drvit.livejournal.com 2014-07-23 08:03 pm (UTC)(link)
думаете, если пропеллер поместить в трубу, он станет бесшумным?

[identity profile] rutinin.livejournal.com 2014-07-23 06:18 pm (UTC)(link)
в недалеком будущем ДВС отомрет напрочь. Тесла вот, начала движение, теперь Эйрбас. И правильно, нефиг нефть сжигать, из нее много чего полезного можно сделать :)

[identity profile] drvit.livejournal.com 2014-07-23 08:04 pm (UTC)(link)
Расскажите нам, сколько в мире электроэнергии получается не сжиганием углеродов и углеводородов.

(no subject)

[identity profile] rutinin.livejournal.com - 2014-07-23 20:13 (UTC) - Expand

(no subject)

[identity profile] drvit.livejournal.com - 2014-07-23 20:15 (UTC) - Expand

(no subject)

[identity profile] rutinin.livejournal.com - 2014-07-23 20:22 (UTC) - Expand

(no subject)

[identity profile] drvit.livejournal.com - 2014-07-24 07:23 (UTC) - Expand