Czysto teoretyczne pytanie - in-flight-power-generator

[TeBe]

Czytając różne źródła natknąłem się na takie chyba raczej teoretyczne dywagacje. Że można by wyprodukować moduł taki dla modelu latającego, który byłaby napędzany silnikiem spalinowym, generował prąd i ładowałby pakiety.  Czyli można by zrobić model elektryczny, który startował by na pakietach i byłby w locie doładowywany silnikiem spalinowym z prądnicą. Pomijając sprawność takiego rozwiązania.... Interesuje mnie czy to jest realne i w jakim zakresie wagowym? 

Ewentualnie można by rozważyć płatowiec z napędem dwustronnym, na dziobie elektryk do startu, na dupie spalina do lotu długotrwałego i jednoczesnego ładowania akumulatorów. 

Dało by się to zrobić na naszej amatorskiej technologii?

[bart07]

Kilka razy był na giełdzie silnik modelarski z alternatorem. Zasilanie oczywiście tylko dla serw i awioniki. W ten sposób miałeś lot tylko uzależniony od ilości paliwa.

 

Nie widzę sensu dla takiego rozwiązania. Silnik w samolocie może pracować w okolicach swoich najlepszych parametrów pracy, czyli tak samo jakby napędzał prądnicę. Nie widzę jakoś konieczności posiadania "boostera".

 

Połączenie napędów elektrycznego zasilanego z generatora jest stosowane w układach wymagających bardzo dużej elastyczności - właśnie zapewnianej przez silniki elektryczne i niezależności od linii zewnętrznej. Tak napędzane są lokomotywy manewrowe. Silnik spalinowy 1400kW napędza prądnicę 1200kW a ta silniki trakcyjne 1000kW. Widać wyraźnie, że sprawność tego układu nie jest 100%.

[AndyCopter]

Układ z prądnicą sprawdził by się w modelu typu UAV, który długo ma pozostawać w powietrzu.

Eksperymentowałem w ub. roku z dwoma ogniwami słonecznymi na skrzydłach w ASW28 2m, ale mimo teoretycznej wydajności 300mA/9V na ogniwo, nie było to wystarczające do zasilania wewnetrznego 5V dla odbiornika, kontrolera lotu i serw.

Sprawność prądnicy przy zastosowaniu silnika elektrycznego, także nie będzie wiele lepsza od ogniw.

Przy rozważaniu takiego rozwiązania, należało by zaprojektować układ mechaniczyny (silnik-prądnica) o wysokiej sprawności, a sam układ elektroniczny do zarządzania energią nie stanowił by tu żadnego problemu.

[TeBe]

Nie widzę sensu dla takiego rozwiązania. Silnik w samolocie może pracować w okolicach swoich najlepszych parametrów pracy, czyli tak samo jakby napędzał prądnicę. Nie widzę jakoś konieczności posiadania "boostera".

 

 

Układ z prądnicą sprawdził by się w modelu typu UAV, który długo ma pozostawać w powietrzu.

 

W artykule, który czytałem była mowa o takim układzie dla UAVa zwiadowczego. Taka hybryda ma zapewnić długi czas lotu, a jednocześnie wykorzystać zalety cichego napędu elektrycznego podczas lotów na małej wysokości. Jak zrozumiałem podczas niskich nalotów nad cel generator jest wyłączany i UAV leci na cichym napędzie. Następnie wznosi się i włącza generator.

[polpakpol]

Trzeba by zacząć od tego ile prądnica może podać napięcia oraz natężenia prądu aby móc ładować pakiety i policzyć ilość mAh wpakowanych w pakiet na 1 minutę lotu na silniku spalinowym.

[PK999]

Podobno jak wszyscy powiedzą, że czegoś się nie da, to przyjdzie ktoś, kto o tym nie wie i to zrobi.

Oczywiście, że się da. W małej skali będzie to jednak trudne.

W naszej skali problemem będzie rozruch silnika spalinowego w powietrzu. Małe silniczki żarowe są upierdliwe, rozruszniki ciężkie.

Jeśli jednocześnie napędzać model i ładować akumulator to silnik musi być przewymiarowany - ciężki. Nie może przecież cały czas pracować ze 100% obciążeniem. No i żarówki dużo rozchlapują i trzeba wozić dużo paliwa - ciężko.

Alternatory na magnesach stałych są bardzo wydajne i proste w budowie - idzie taki zrobić.

Ładowanie akumulatora to też mały problem.

Jednak idea startu ze wspomaganiem elektrycznym i wykonywanie długich przelotów na 1/3 gazu w spalinie jest ciekawa.

[TeBe]

Dlatego myślę, że do takiej zabawki tylko  benzynowy czterotakt. Na przykład Saito FG-57TS. Myślmy zatem nad rozrusznikiem i prądnicą   

[AndyCopter]

Dla silnika turbinowego, zrobienie prądnicy z rozrusznika jest dość naturalne.

Jeśli w silniku tradycyjnym udało by się przedłużyć wał, można by się wówczas pokusić o zdjęcie nieco energii z niego

Ale natychmiast pojawi się inny problem, mianowicie konieczność ustawienia śmigła wyłączonego silnika spalinowego w chorągiewkę.

Więc potrzebny był by także mechanizm sterowania skokiem śmigła.

[TeBe]

No to może tylko śmigło elektryczne, a spalina tylko generator prundu?

[AndyCopter]

Takie rozwiązanie wydaje się być najbardziej ekonomicznym i rozwojowym. W motoryzacji sprawdza się doskonale.

[TeBe]

Dodatkowo upraszcza konstrukcję. Zestaw silnik+prądnica+ aku+ elektronika mógłby być niezależnym zintegrowanym modułem. Niezależnym rozwojowo, integrowanym z UAVem na końcu projektu, nie?

[dukeroger]

chyba ze jeden z zestawow by sie chowal w kadlub: 

[robertus]

Wzięliście pod uwagę, że silnik elektryczny bierze powiedzmy 30A a pakiet ładuje się prądem 2A.

[TeBe]

Zależy jaki pakiet. Prowadzimy rozważania teoretyczne. 

[PK999]

Wzięliście pod uwagę, że silnik elektryczny bierze powiedzmy 30A a pakiet ładuje się prądem 2A.

To oczywiste. Jednak w czasie gdy elektryczny silnik napędowy pobiera 30A pracuje też generator spalinowy "ładujący" akumulator prądem 32A.

Wtedy mamy i napęd i akumulator naładowany po czasie x.

[robertus]

Wszystko dobrze jak silnik elektryczny będzie odbierał ten wygenerowany prąd. Gdy będzie latał na pół gwizdka i brał 15A to gdzie się upakuje ten nadmiarowy prąd?

[PK999]

Wszystko dobrze jak silnik elektryczny będzie odbierał ten wygenerowany prąd. Gdy będzie latał na pół gwizdka i brał 15A to gdzie się upakuje ten nadmiarowy prąd?

Można albo zmiejszyć moc generatora - odpuścić gaz. Albo tak jak to się dzieje w motocyklowych alternatorach - odpowiedni regulator wpakuje nadmiar mocy w grzałkę.

[bart07]

Takie rozwiązanie wydaje się być najbardziej ekonomicznym i rozwojowym. W motoryzacji sprawdza się doskonale.

O tym pisałem wcześniej. W motoryzacji masz zapotrzebowanie na duży moment w całym zakresie obrotów. Daje go maszyna parowa i właśnie silnik elektryczny.

 

Jak zrobisz układ silnik spalinowy - prądnica - silniki elektryczne, to masz bardzo uproszczony napęd dla pojazdów kołowych. Odpada sprzęgło i skrzynia biegów. W lotnictwie nie ma takiej potrzeby.

 

Przykłady wyciszania są odmienne. Nie wiem, czy dla naszych potrzeb lżej nie wyjdzie dobry tłumik

[AndyCopter]

(...)

Przykłady wyciszania są odmienne. Nie wiem, czy dla naszych potrzeb lżej nie wyjdzie dobry tłumik

 

W lotach UAV, bardziej liczy się aby model nie pozostawiał za sobą śladu termicznego. Dźwięk modelu z wysokości 300m jest zbyt słaby aby dotarł skutecznie na ziemię, a o wysokości rzędu 1-2km nie wspominając.

 

Napęd hybrydowy dla samolotu byłby dość interesujący.

[robertus]

Spalinowe bzyki słychać z daleka.