Электротранспорт и его перспективы.

Цитата: xrvr от 14.09.2018 23:36:09Вообще-то есть моторы и на 120,000 оборотов в минуту. 
Как же они крутятся и не разваливаются на многие кусочки?
https://equipmake.co.uk/ultra-high-speed-motor/

есть такая буквы в этом слове ... самое важное там - напряжения, возникающие в материале на концах лопаток (на самом деле не на концах, а несколько ниже, но не суть).
 
а в случае с супермаховиком - на внешних витках ротора. а напряжения зависят в основном от массы - плотности, оборотов и радиуса. это как-бы общеизвестные вещи. естъ еще другие факторы, но это уже детали.
 
двигатель я привел как пример безопасной эксплуатации - удержание лопатки и долговечная работа подшипников с очень высокой нагрузкой.

Как бы новость по нему была, а вот продолжение про этот поезд - выходит на регулярные рейсы с понедельника (вопрос какого?).
Самое главное - запас хода до 1000 км. Это значит, что он, в отличии от батареечных может ходить целый день без простоя - а это оборот, деньги, себестоимость...

Цитата

Средствам массовой информации продемонстрировали в Германии пассажирский поезд на водородных топливных элементах перед тем как пустить его в эксплуатацию.

Железнодорожная компания в Нижней Саксонии на северо-западе страны начнет коммерческое использование этого поезда на пути длиной 124 километра в понедельник.

Поезд оснащен емкостью с водородом, который вступает в реакцию с кислородом в воздухе, вырабатывая электричество. С полной емкостью поезд может преодолеть расстояние в тысячу километров.

Водород привлекает к себе внимание в качестве чистого источника энергии следующего поколения.

Французская компания Alstom, которая занималась разработкой этого поезда, говорит, что это первый в мире состав, работающий на водороде, который будет пущен в эксплуатацию.

В Германии показали первый в мире поезд на водородном топливе

Цитата: ILPetr от 15.09.2018 18:22:54Это при разрушении самого тела маховика как-то поможет. Или нет, поскольку энергия-то выделится в ограниченном объеме - 100 кВт×часов это 360 мегаджоулей, говорят, что теплота взрыва килограмма тола всего 4 мегаджоуля, т.е. "это" как взрыв 90 килограмм тола или 250-ти килограммовой авиабомбы, как Вы думаете, каких потенций должен быть кожух, чтобы такое выдержать?

описанный вами сценарий характерен только для монолитного маховика.
 
разрушение композитного маховика происходит совсем по другому (не взрывному) сценарию. отслаивается только внешний слой и трется о корпус, останавливая маховик.

Цитата: basilevs от 17.09.2018 14:14:05Ну так он и стоит... как авиадвигатель.

основная стоимость авиадвигателя - это стоимость документации. ну и мелкосерийное производство и ручная сборка. но не суть.
 
тезис в том, что методы обеспечения и отработки безопасной эксплутации высокоэнергетичных роторов вполне себе надежно работают.

Дополнение - уже пошел по маршруту

ЦитатаВ Германии поезд на водородном топливе выполнил первый рейс
На крыше Coradia iLint установлена цистерна с водородом, энергия которого преобразуется в электрический ток.
       

Поезд на водородных топливных элементах Coradia iLint
Первый в мире поезд на водородных топливных элементах Coradia iLint выполнил в воскресенье, 16 сентября, свой тестовый рейс в Бремерфёрде (земля Нижняя Саксония). Уже с 17 сентября он выйдет на стандартный маршрут и свяжет этот город с Куксхафеном, Бремерхафеном и Букстехуде.
За ходом первой поездки лично наблюдал министр экономики и транспорта Нижней Саксонии Бернд Альтхусман (Bernd Althusmann).
На крыше состава установлена цистерна с водородным топливом и топливный элемент. Он преобразует энергию водорода в электрический ток, не нанося ущерба окружающей среде. Поезд в состоянии развить скорость до 140 километров в час. На одной заправке Coradia iLint может преодолеть до тысячи километров.

 Ссылка на твит

Транспортное средство было разработано и изготовлено в немецком городе Зальцгиттер французской компанией Alstom - европейским первопроходцем в области высокоскоростных электропоездов.
С 2021 года 14 таких поездов будут выполнять регулярные рейсы по маршруту Букстехуде - Куксхафен.
Земельное транспортное министерство планирует в ближайшем будущем полностью заменить дизельные региональные поезда водородными. Ранее сообщалось, что на эти цели выделены 81,3 млн евро.

Цитата: Фёдор144 от 17.09.2018 13:57:22описанный вами сценарий характерен только для монолитного маховика.
 
разрушение композитного маховика происходит совсем по другому (не взрывному) сценарию. отслаивается только внешний слой и трется о корпус, останавливая маховик.

   
А при этом сценарии разве все эти мегаджоули не переходят тоже мгновенно в тепло?

Цитата: Фёдор144 от 17.09.2018 14:26:14тезис в том, что методы обеспечения и отработки безопасной эксплутации высокоэнергетичных роторов вполне себе надежно работают.

 Мимо. В авто это в чистом виде экзотика, хотя тут ни литиевых батарей ни водорода не надо.)))

Цитата: Фёдор144 от 17.09.2018 14:26:14основная стоимость авиадвигателя - это стоимость документации. ну и мелкосерийное производство и ручная сборка. но не суть.
 
тезис в том, что методы обеспечения и отработки безопасной эксплутации высокоэнергетичных роторов вполне себе надежно работают.

Самолеты выпускают тысячами в год - т.е. это просто серийное производство, где контроль качества критических узлов, такие как авиа мотор можно и нужно сделать 100 % - тем более это окупается.
При массовом производстве (миллионы авто в год), такое уже расточительство и 100 % контроль просто экономически не выгоде, а это значит, что бомбы будут взрываться.
Как впрочем и электромобили с хим. батарейками - с увеличением критической массы серьезные аварии и пожары со смертельными исходами не за горами...

Цитата: Фёдор144 от 17.09.2018 13:57:22описанный вами сценарий характерен только для монолитного маховика.
 
разрушение композитного маховика происходит совсем по другому (не взрывному) сценарию. отслаивается только внешний слой и трется о корпус, останавливая маховик.

Энергии-то похрену тип маховика, при разрушении оного (монолитного, витого из проволоки, ленты, стекловолокна, углеволокна) вся запасенная маховиком энергия выделится внутри кожуха и выделится очень быстро, т.е. взрывоподобно. "Отслаивается только внешний слой и трется о корпус, останавливая маховик" - это для детских игрушек с малой запасенной энергией. (Пускай в первой фазе не вся, пускай только пропорционально R², т.е. первыми будут разрушаться и выделять энергию самые энергоемкие слои.)

Ну и в дополнение
Erste Wasserstoff-Tankstelle in Bremen eröffnet

ЦитатаВ понедельник в Бремене-Остерхольце открылась первая водородная заправка Бремена. По всей Германии до сих пор существует только 30 таких АЗС. По словам Шелл, в будущем должно быть 400.

ЗЫ. Что-то кучно пошли новости про водородные станции - вначале Ю.Корея, теперь немцы (Европа). Видимо, не все так просто с хим.батарейками, особенно для грузового и общественного транспорта на большие расстояния - вытащили запасный вариант.

Цитата: ILPetr от 17.09.2018 15:11:26Энергии-то похрену тип маховика, при разрушении оного (монолитного, витого из проволоки, ленты, стекловолокна, углеволокна) вся запасенная маховиком энергия выделится внутри кожуха и выделится очень быстро, т.е. взрывоподобно. "Отслаивается только внешний слой и трется о корпус, останавливая маховик" - это для детских игрушек с малой запасенной энергией. (Пускай в первой фазе не вся, пускай только пропорционально R², т.е. первыми будут разрушаться и выделять энергию самые энергоемкие слои.)

Я после вашего прошлого вопроса взгрустнул и поинтересовался, а что действительно будет при разрыве ленточного маховика. Почитал, успокоился и забыл. Вот. Выкладываю. http://motoavto.su/fizika-maho…-bezopasno
к сожалению здесь не сказано о запасенной энергии и о том, что будет, если разрыв произойдет в теле маховика.

Цитата: Hanych от 17.09.2018 16:41:04Я после вашего прошлого вопроса взгрустнул и поинтересовался, а что действительно будет при разрыве ленточного маховика. Почитал, успокоился и забыл. Вот. Выкладываю. http://motoavto.su/fizika-maho…-bezopasno
к сожалению здесь не сказано о запасенной энергии и о том, что будет, если разрыв произойдет в теле маховика.

ЦитатаА разрываясь, отслоившийся конец ленты тотчас же прижимается центробежными силами к внутренней поверхности кожуха и активно трется об нее, автоматически тормозя.

Это как раз энергетика детских игрушек. Вот представьте себе, что во "взрослом" маховике, с сотнями мегаджоулей запасенной энергии удалось "активно потерется об нее (поверхность кожуха), автоматически затормозив", т.е. выделив эти сотни мегаджоулей в виде тепла. По моему мнению, от взрыва это будет отличаться несущественными мелочами, типа отсутствия сверхзвуковой ударной волны, хотя и она может быть, если очень быстро выделить эти сотни мегаджоулей тепла.  

Цитата: dmitriк62 от 17.09.2018 14:50:28А при этом сценарии разве все эти мегаджоули не переходят тоже мгновенно в тепло?

монолитный маховик как правило разрушается на 3, реже 4, крупных сегмента, которые весело пробивают корпус, перекрытия и сносят все на своем пути. разумеется если не озаботиться системой удержания высокоэнергетичных осколков. кстати выделения энергии в виде эпического тепла в замкнутом объеме корпуса или помещения в этом случае не происходит. все уносится в тундру на оленях утром ранним.
 
а с системой удержания конечно выделяется. но по счастью монолитные маховики не способны накопить значимое количество энергии. на разрушение при мгновенном выделении ее хватает, а на нагрев не очень.
 
механизм же разрыва композитного маховика совершенно иной - там начинает отслаиваться очень тонкий внешний слой, испытывающий наибольшие нагрузки. как правило даже не слой, а наиболее напряженные волокна. трос например тоже никогда не рвется сразу - по отдельной проволочке. т.е. супермаховик никогда не рвется мгновенно.
 
и эти оторвавшиеся волокна начинают тереться о корпус. разумеется немного нагревая его. и разумеется система контроля этот нагрев сразу же определяет.
 
а система защиты сразу нагружает генератор для снижения оборотов и постепенной остановки маховика. и логично предположить, что это может произойти в процессе раскрутки маховика при зарядке.
 
разумеется в случае серьезной аварии автомобиля (кузов всмятку и пассажиры в фарш), запасенная в маховике энергия будет выделяться существенно быстрее, но тоже не мгновенно. ну так и бензин, и газ в случае серьезной аварии еще то удовольствие. я лично не вижу большой разницы.
 
на одинаковую дистанцию в маховике нужно запасти в 3-4 раза меньше энергии, чем в бензине или дизеле.
 
как-то так.
 
все имхо без претензии на

Цитата: Пенсионэр от 17.09.2018 14:52:03Мимо. В авто это в чистом виде экзотика, хотя тут ни литиевых батарей ни водорода не надо.)))

 
кэп, но вы такой кэп ...
 
120-130 лет назад и сами авто были экзотикой. и как это сообразуется с нынешними реалиями?
 
вы часом топик не перепутали?
 
тема называется перспективы ...
 
а как оно сейчас я без вас знаю ...

Цитата: ILPetr от 17.09.2018 16:55:33Это как раз энергетика детских игрушек. Вот представьте себе, что во "взрослом" маховике, с сотнями мегаджоулей запасенной энергии удалось "активно потерется об нее (поверхность кожуха), автоматически затормозив", т.е. выделив эти сотни мегаджоулей в виде тепла. По моему мнению, от взрыва это будет отличаться несущественными мелочами, типа отсутствия сверхзвуковой ударной волны, хотя и она может быть, если очень быстро выделить эти сотни мегаджоулей тепла. 

ну в общем да. для стальной ленты 50 килоджоулей на килограмм. далее разлетится. А это у нас всего 12-15 ватт. У батарейки больше. А для гипотетических маховиков из суперпрочных волокон - любой разрыв строго по вашему абзацу. И не мирно и пристойно, как горят аккумуляторы теслы, а с различными звуковыми, пиротехническими и иными эффектами. Имея бинокль, это может быть интересным зрелищем.

Цитата: Superwad от 17.09.2018 14:52:33Самолеты выпускают тысячами в год - т.е. это просто серийное производство, где контроль качества критических узлов, такие как авиа мотор можно и нужно сделать 100 % - тем более это окупается.
При массовом производстве (миллионы авто в год), такое уже расточительство и 100 % контроль просто экономически не выгоде, а это значит, что бомбы будут взрываться.
Как впрочем и электромобили с хим. батарейками - с увеличением критической массы серьезные аварии и пожары со смертельными исходами не за горами...

тысячи однотипных самолетов? или все же в совокупности?
 
аэробус выпускает 50 А320 в месяц. практически все ключевые компоненты там имеют уникальный номер и выпускаются серией в 50-100 экземпляров в месяц. это таки мелкосерийное производство.
 
разумеется кресла, иллюминаторы и болты выпускаются большей серией
 
да, забыл лопатки двигателя ...
 
п.с. я работаю в отрасли.

Цитата: Фёдор144 от 17.09.2018 17:08:29механизм же разрыва композитного маховика совершенно иной - там начинает отслаиваться очень тонкий внешний слой, испытывающий наибольшие нагрузки. как правило даже не слой, а наиболее напряженные волокна. трос например тоже никогда не рвется сразу - по отдельной проволочке. т.е. супермаховик никогда не рвется мгновенно.

Увы, Федор. Для маховиков с запасом энергии хотя бы в 1 мегаджоуль (около 200 ватт) на килограмм, разрыв будет происходить мгновенно. Трос по волокнам рвется при статической или медленно нарастающей нагрузке. При ударной - все происходит очень быстро. Да если и не очень - энергия то никуда не денется.
Посмотрите https://www.scienceforum.ru/2016/pdf/19503.pdf
Понравилось 

ЦитатаНе может не удивлять то, что вокруг супермаховика из углепластика помещено толстенное и тяжеленное «броневое» кольцо, превышающее по массе сам витой супермаховик. Супермаховики при их случайном разрыве не дают осколков. А дело в том, что, во-первых, разрыв углепластикового супермаховика хоть и безосколочен, но по мощности равен взрыву безоболочечного фугаса, той же массы. Во-вторых, исследования напряженного состояния навитой части супермаховика показывают, что усталостные и ряд других явлений, могут привести к случайному разрыву витых волоконных супермаховиков. По этой причине и надевается бронекольцо на корпус супермаховика. В результате теряется главное достоинство супермаховика – малая масса. И при этом остаются другие недостатки – огромная частота вращения, требующая особых (магнитных) подшипников, высокого вакуума в корпусе. Из-за этой высокой частоты вращения нельзя «вывести» вал небольших супермаховиков (менее двух метров в диаметре) наружу из корпуса с помощью магнитожидкостного уплотнения. А если этот супермаховик из суперкарбон, тогда этот «безоболочечный» супермаховик уже должен быть атомным по энергии взрыва. Супермаховик из суперкарбона нужно будет заглублять на большую глубину под землю, чтобы уберечь от разрушений, при случайном его разрыве, все вокруг.

Цитата: ILPetr от 17.09.2018 16:55:33Это как раз энергетика детских игрушек. Вот представьте себе, что во "взрослом" маховике, с сотнями мегаджоулей запасенной энергии удалось "активно потерется об нее (поверхность кожуха), автоматически затормозив", т.е. выделив эти сотни мегаджоулей в виде тепла. По моему мнению, от взрыва это будет отличаться несущественными мелочами, типа отсутствия сверхзвуковой ударной волны, хотя и она может быть, если очень быстро выделить эти сотни мегаджоулей тепла. 

вы знаете, в американских фильмах автомобили тоже весело взрываются. в реале все несколько иначе.
 
по энергетике. на 500-600 км пути в маховике нужно запасти примерно 300-350 МДж энергии. примерно столько запасено в 10 литрах бензина или дизеля.
 
вас не затруднит описать механизм развития и протекания нештатной ситуации с маховиком, который приведет к эпическому взрыву.
 
что происходит за чем? поэтапно и с последствиями.
 
цифр не надо, чисто физику процесса.
и в сравнении с таким же эпическим сценарием для полного бака бензина литров на 50.

Цитата: Hanych от 17.09.2018 17:40:45(задумчиво) А в Бразилии, говорят, на спирту ездят....

Спирт, я бы сказал, тоже очень плох - его пламя при интенсивном солнечном излучении невидимо (как и водорода, кстати). Поэтому наступить на горящую лужицу и потом изумляться вспыхнувшей штанине - мне бы не понравилось...  

Цитата: Hanych от 17.09.2018 17:38:40Увы, Федор. Для маховиков с запасом энергии хотя бы в 1 мегаджоуль (около 200 ватт) на килограмм, разрыв будет происходить мгновенно. Трос по волокнам рвется при статической или медленно нарастающей нагрузке. При ударной - все происходит очень быстро. Да если и не очень - энергия то никуда не денется.
Посмотрите https://www.scienceforum.ru/2016/pdf/19503.pdf
Понравилось

годный обзор по теме. для студентов и интересующихся годится.
 
единственно, я не нашел однозначного вывода обязательно взрывного разрушения маховика.
 
там скорее обзор накопленного материала и даже направления и методы решения имеющихся проблем.
 
пробелемы разумеется есть, но они не являются непреодолимыми.
 
кстати, мой сын работает сейчас по теме методики верификации характеристик новых композиционных материалов на основе графена. это существенно поможет в рассчете надежности и безопасности технических систем из этих материалов.