Суперджет-100 и авиапром России вообще

Цитата: Luddit от 09.02.2021 11:32:14Так газовоз его всё переливает куда привёз. Новые, которые на том же газу ходят - оставляют себе на обратную дорогу. Ну и термоизоляцию там можно потолще сделать, как раз из расчета, чтобы минимальное испарение расходовалось ВСУ на поддержание минимальных собственных нужд в простое.
У самолета, насколько понимаю, такого ресурса ВСУ нет, чтоб палить топливо на стоянке - потому как в приоритете вес и габариты.

 
эт да ... но возит он его довольно долго ...
 
с момента сжижения до момента разжижения проходит много времени и никого это особо не парит ...

Цитата: Фёдор144 от 09.02.2021 14:26:35эт да ... но возит он его довольно долго ...
 
с момента сжижения до момента разжижения проходит много времени и никого это особо не парит ...

Ну там есть возможность сделать теплоизоляцию желаемой толщины. И размер другой, при этом перевозимая масса растет как куб размера, а теплопотери - как квадрат. Опять же, технология пользования предусматривает слив.
А вот на аэродроме - сейчас в принципе керосин слить-то можно, вот только этого не делает каждый после каждого рейса. И, возможно, слитый керосин переходит в категорию отходов, или используется на автотехнике аэродрома.
Там вообще непонятно какой алгоритм работы окажется выгоднее (и, соответственно, как перестраивать аэродром) - может будет выгодно подогнать севший борт на эстакаду над готовящимся к вылету и перелить остаток в него.

Цитата: Luddit от 08.02.2021 23:12:10Я тут в ветке как-то просил пояснить, что будет, если мы по всей кромке крыла ставим кучу мелких моторчиков с пропеллерами и они начинают обдувать всё крыло.
Высказать крамольную мысль, что эта шняга взлетит с места, никто не решился

А пропеллеры не нужны. См. "циклолёт" и "роторплан (magnus effect)"

Цитата: Вадим Р. от 08.02.2021 12:56:49Обычный двигатель такой мощности, как поставили для эксперимента, будет весить больше двух тонн (против 95 кг экспериментального) Да плюс ещё моторама под такой размер и вес и всё такое... И это всё на 500кВт, что для реального самолёта маловато. И даже если был бы движок не обычный, а на частоту сети герц 200 или 400, то всё равно в разы больший вес и габариты. Другой вопрос, что для такой мощности пока нет подходящего аккумулятора достойной ёмкости. Но это пока и не промышленный образец силовой установки, а, скорее, лабораторный.

Да ладно... 
"Компания Siemens разработала электрический двигатель для самолетов, который обладает в 5 раз большей мощностью по сравнению с самыми мощными на сегодняшний день электродвигателями для самолетов. По словам представителей компании, разработка открывает новые возможности для использования электрических самолетов в коммерческих целях.

Мотор весит немногим более 50 кг, а его мощность составляет 260 кВт."

http://nti-aeronet.r…samoletov/
 
Постоянно упускают из виду, что любой электродвигатель работает исключительно за счет взаимодействия магнитных полей. А для "канализации" этих магнитных полей необходимы магнитопроводы, составляющие бОльшую часть массы двигателя. 

Цитата: rommel.lst от 09.02.2021 08:39:29Нужные токи обеспечиваются при меньшем напряжении + нет нагрева.

Токи определяются не столько сопротивлением обмоток, сколько реакцией якоря, процессом взаимодействия магнитного поля статора и магнитного поля якоря/ротора. 
 
Нагрев есть - "потери в железе" остались, убрали "потери в меди", но появилась теплоизоляция и криогенная система выхолаживания. 

Цитата: ILPetr от 09.02.2021 20:56:52Токи определяются не столько сопротивлением обмоток, сколько реакцией якоря, процессом взаимодействия магнитного поля статора и магнитного поля якоря/ротора. 
 
Нагрев есть - "потери в железе" остались, убрали "потери в меди", но появилась теплоизоляция и криогенная система выхолаживания.

При охлаждении железа намагниченность насыщения растет.

Цитата: ILPetr от 09.02.2021 20:47:45Да ладно... 
"Компания Siemens разработала электрический двигатель для самолетов, который обладает в 5 раз большей мощностью по сравнению с самыми мощными на сегодняшний день электродвигателями для самолетов. По словам представителей компании, разработка открывает новые возможности для использования электрических самолетов в коммерческих целях.

  ...

Мотор весит немногим более 50 кг, а его мощность составляет 260 кВт."

http://nti-aeronet.r…samoletov/
 
Постоянно упускают из виду, что любой электродвигатель работает исключительно за счет взаимодействия магнитных полей. А для "канализации" этих магнитных полей необходимы магнитопроводы, составляющие бОльшую часть массы двигателя.

Гугль-хром при попытке перехода по этой ссылке пугает кражей конфиденциальной информации с компа.
Коллега изначально спрашивал о разнице между сверхпроводящим и классическим двигателем. Я и сравнивал с классическим, самым обычным асинхронным двигателем 50 Гц аналогичной мощности с экспериментальным.

Цитата: Вадим Р. от 10.02.2021 04:44:04Гугль-хром при попытке перехода по этой ссылке пугает кражей конфиденциальной информации с компа.
Коллега изначально спрашивал о разнице между сверхпроводящим и классическим двигателем. Я и сравнивал с классическим, самым обычным асинхронным двигателем 50 Гц аналогичной мощности с экспериментальным.

Гугл-хром запугивает шифрованием трафика, с чем проблемы полгода как у части серверов. (Там еще буковку s придется убрать из ht tps.)
 
Ну так можно сравнивать и авиа-ДВС с цельночунуниевыми тракторными дизелями.  Не факт, что авиаэлеатромотор на 50 Гц. Скорее на 400. И мы при равном крутящем моменте и габаритах двигателя получим 8-ми кратный рост мощности просто за счет увеличения оборотов. 

Цитата: ILPetr от 10.02.2021 11:23:02Ну так можно сравнивать и авиа-ДВС с цельночунуниевыми тракторными дизелями.  Не факт, что авиаэлеатромотор на 50 Гц. Скорее на 400. И мы при равном крутящем моменте и габаритах двигателя получим 8-ми кратный рост мощности просто за счет увеличения оборотов.

Максимальные обороты данного сверхпроводящего движка - 2500 об/мин. Больше, как бы и не надо, наверное, бо воздушный винт их ограничивает. Понятно, что 400 Гц уменьшают габариты и вес, но не в двадцать раз. К тому же, я вот так сходу не нашёл высокочастотных двигателей большой мощности. Возможно, они плохо масштабируются.

Цитата: Вадим Р. от 10.02.2021 16:03:03Максимальные обороты данного сверхпроводящего движка - 2500 об/мин. Больше, как бы и не надо, наверное, бо воздушный винт их ограничивает. Понятно, что 400 Гц уменьшают габариты и вес, но не в двадцать раз. К тому же, я вот так сходу не нашёл высокочастотных двигателей большой мощности. Возможно, они плохо масштабируются.

 

Максимальная мощность двигателя (принимая что магнитопровод перемагничивается до насышения) пропрциональна сечению магнитопровода и частоте перемагничивания.
При одном и том-же сечении магнитопровода в сверхпроводящем моторе сечение обмотки при тех-же ампер*витках меньше, объем магнитопровода меньше, следовательно и потери в железе тоже меньше - можно увеличить частоту для увеличения мощности.
П.С. 400 Гц применяется в основном в авиации для уменьшения массы трансформаторов... и очень противно гудит. Находиться рядом с 400 Гц оборудованием (если, конечно, рядом не работает что-то существенно более шумное) очень утомительно.
П.П.С. в промышленности предпочитают использовать надежные и простые моторы. Что для мотора от Симена, что для сверхпроводникового требуются системы управления с навороченными контроллерами на постоянном токе и управляющие токами отдельных обмоток в зависимости от взаимного положения ротора и статора, скорости вращения, нагрузки и т.д. Такое удовольствие до недавнего времени было дорого и не массово. Массовым оно стало буквально в последние лет 5-7, с внедрением веломобилей, квадрокоптеров и прочей шняги с бесколлекторными двигателями на постоянном токе.
П.П.П.С. В общем такие получились тезисы объяснения почему без сверхпроводимости 260кВт удалось упаковать в 50кг (что уже на грани фантастики), а сверхпроводящий 500кВт в 38кг.

Цитата: BUR от 10.02.2021 17:27:07Максимальная мощность двигателя (принимая что магнитопровод перемагничивается до насышения) пропрциональна сечению магнитопровода и частоте перемагничивания.
При одном и том-же сечении магнитопровода в сверхпроводящем моторе сечение обмотки при тех-же ампер*витках меньше, объем магнитопровода меньше, следовательно и потери в железе тоже меньше - можно увеличить частоту для увеличения мощности.

Тогда уж и температуру туда. Чем выше, тем ближе насыщение вплоть до встречи в точке Кюри. Если магнитопровод включить в охлаждаемый объём - то сечение ещё сократится.

Цитата: Вадим Р. от 10.02.2021 16:03:03Максимальные обороты данного сверхпроводящего движка - 2500 об/мин. Больше, как бы и не надо, наверное, бо воздушный винт их ограничивает. Понятно, что 400 Гц уменьшают габариты и вес, но не в двадцать раз. К тому же, я вот так сходу не нашёл высокочастотных двигателей большой мощности. Возможно, они плохо масштабируются.

Таки увеличивайте количество полюсов - обороты будут пропорционально снижаться, а крутящий момент пропорционально расти. Вместе с ним - мощность. 
А есть еще электрооборудование на 1000 Гц.  
 
На самом деле таких экстримов не надо, просто условия работы общепромышленного электродвигателя и его изготовления и авиаэлектромотора существенно различны. Например, общепромышленный изготавливается из самых дешевых материалов, электротехническая сталь вместо пермаллоя или аморфного материала, ротор с литой алюминимиевой клеткой вместо паяной медной, штампованный магнитопровод вместо расточенного на токарном станке, возможность длительно работать в условиях запыления, пуск двигателя с механической нагрузкой на валу, что увеличивает пусковые токи и требует такой теплоемкости, чтобы температура обмоток не превысила предельно допустимую для изоляции (ведь при пуске охлаждение начинает работать не сразу). И т.д. и т.п., что отличает общепромышленный от авиационного. В общем - 20 раз совершенно не диковинка.  

Цитата: Luddit от 10.02.2021 18:23:15Тогда уж и температуру туда. Чем выше, тем ближе насыщение вплоть до встречи в точке Кюри. Если магнитопровод включить в охлаждаемый объём - то сечение ещё сократится.

Не трясите ерундой - температура мотора общепромышленного назначения ограничена, как правило, 105° С. Далее разрушается изоляция обмоток. До точки Кюри (770° С для железа) еще ой как далеко. Никому и в голову не приходит учитывать термомагнитные свойства магнитопроводов - разброс магнитных свойств от партии к партии электротехнической стали с лихвой перекрывает сей умозрительный эффект при актуальных температурах. 

Цитата: BUR от 10.02.2021 17:27:07Максимальная мощность двигателя (принимая что магнитопровод перемагничивается до насышения) пропрциональна сечению магнитопровода и частоте перемагничивания.
При одном и том-же сечении магнитопровода в сверхпроводящем моторе сечение обмотки при тех-же ампер*витках меньше, объем магнитопровода меньше, следовательно и потери в железе тоже меньше - можно увеличить частоту для увеличения мощности.

... Но появляется теплоизоляция и система охлаждения. Так что с объемом обмотки может оказаться совершенно наоборот. (Во всяком случае с опытными и опытно-промышленными сверхпроводящими высоковольтными кабелями получается именно так.)

ЦитатаП.С. 400 Гц применяется в основном в авиации для уменьшения массы трансформаторов...

Скрытый текст

и очень противно гудит. Находиться рядом с 400 Гц оборудованием (если, конечно, рядом не работает что-то существенно более шумное) очень утомительно.
П.П.С. в промышленности предпочитают использовать надежные и простые моторы. 

И электродвигателей. Они, как и трансформаторы, "работают" тоже на взаимодействии магнитных полей.  
 

ЦитатаЧто для мотора от Симена, что для сверхпроводникового требуются системы управления с навороченными контроллерами на постоянном токе и управляющие токами отдельных обмоток в зависимости от взаимного положения ротора и статора, скорости вращения, нагрузки и т.д.

Скрытый текст

Такое удовольствие до недавнего времени было дорого и не массово. Массовым оно стало буквально в последние лет 5-7, с внедрением веломобилей, квадрокоптеров и прочей шняги с бесколлекторными двигателями на постоянном токе.

П.П.П.С. В общем такие получились тезисы объяснения почему без сверхпроводимости 260кВт удалось упаковать в 50кг (что уже на грани фантастики), а сверхпроводящий 500кВт в 38кг.

Я бы просто взял 400 Гц, под которые оптимизировал бы электромотор и систему питания, и винт регулируемого шага. В результате тяга (нагрузка) менялась бы только шагом винта, а двигатель во всем диапазоне нагрузок вращался бы с почти постоянной частотой (плюс-минус процент-два.)

Цитата: Luddit от 10.02.2021 18:23:15Тогда уж и температуру туда. Чем выше, тем ближе насыщение вплоть до встречи в точке Кюри. Если магнитопровод включить в охлаждаемый объём - то сечение ещё сократится.

 
Не получится...
В обмотке потери только на токовводах и теплоизоляции. От мощности практически не зависят.
В железе потери 1% при 500кВт - это 5 кВт, которые надо отводить жидким азотом (77°К). А это уже неслабые холодильные агрегаты.
Если бы ВТСП обмотка могла охлаждаться жидким метаном (111°К), а самолет летал на нём-же. Во что я не очень верю - криогеника имеет свои заморочки. Одно дело 50 литров для охлаждения обмоток двигателя с расходом 5-6 л/ч, и совсем друго криогенные кессоны на 3-5 тонн.
 

Цитата: ILPetr от 10.02.2021 18:37:11Не трясите ерундой - температура мотора общепромышленного назначения ограничена, как правило, 105° С. Далее разрушается изоляция обмоток. До точки Кюри (770° С для железа) еще ой как далеко. Никому и в голову не приходит учитывать термомагнитные свойства магнитопроводов - разброс магнитных свойств от партии к партии электротехнической стали с лихвой перекрывает сей умозрительный эффект при актуальных температурах.

Речь идет про снижение от 105 до -180. Это на фоне 770С или 1000К процентов 20-30.

Цитата: BUR от 10.02.2021 19:00:36Не получится...
В обмотке потери только на токовводах и теплоизоляции. От мощности практически не зависят.
В железе потери 1% при 500кВт - это 5 кВт, которые надо отводить жидким азотом (77°К). А это уже неслабые холодильные агрегаты.
Если бы ВТСП обмотка могла охлаждаться жидким метаном (111°К), а самолет летал на нём-же. Во что я не очень верю - криогеника имеет свои заморочки. Одно дело 50 литров для охлаждения обмоток двигателя с расходом 5-6 л/ч, и совсем друго криогенные кессоны на 3-5 тонн.

Так двигатель генератора должен хавать уже газообразный метан, то есть жидкий метан должен чем-то кипятиться. Вот с магнитопровода уже и снимать метан в газовой фазе. 3-5 тонн топлива это не сказать чтоб большой самолёт.

Цитата: ILPetr от 10.02.2021 18:55:48Я бы просто взял 400 Гц, под которые оптимизировал бы электромотор и систему питания, и винт регулируемого шага. ...

 
Достаточно обычное трансформаторнор железо, насколько помню, имеет приемлемые потери вплоть до 1000 Гц. А чем выше частота, тем меньшее сечение требуется для той-же мощности. Т.е. именно 400 Гц скорее вопрос привычки, чем технической реализации. И исходит к тем временам, когда электроника была ламповой
Если это двигатель на постоянных магнитах или синхронный реактивный электродвигатель (switched reluctance motor) - то без контроллера никак.

Цитата: ILPetr от 10.02.2021 18:37:11Не трясите ерундой - температура мотора общепромышленного назначения ограничена, как правило, 105° С. Далее разрушается изоляция обмоток. До точки Кюри (770° С для железа) еще ой как далеко. Никому и в голову не приходит учитывать термомагнитные свойства магнитопроводов - разброс магнитных свойств от партии к партии электротехнической стали с лихвой перекрывает сей умозрительный эффект при актуальных температурах.

Мне кажется в двигателях на сверхпроводниках и частота перемагничивания высока. Что однозначно снизит массу магнитопровода.
Не энергетик, могу тупо наврать, но трансформаторы и электрические машины на 400 Герц в восемь раз легче чем на 50 Герц.
Учитывая то, что у нас, малоточников, преобразователи напряжения массово работают на двух Мегагерцах, мы очень миниатюризировались.
Да, магнитопроводы дорогие.

Цитата: Luddit от 10.02.2021 19:02:46Так двигатель должен хавать уже газообразный метан, то есть жидкий метан должен чем-то кипятиться. Вот с магнитопровода уже и снимать метан в газовой фазе.

 
При 500 кВт и расходе 150 г/кВт*ч получаем 75 кг/ч, при газификации это около 30 литров/с при атмоферном давлении, или 1 л/с при давлении в камере сгорания 30 атм. Надо сравнивать с температурой кипения не при атмосферном давлении, а при давлении в камере сгорания. Под рукой нет таблички, но она (навскидку для 30 атм) на 50 градусов выше, а это уже для ВТСП обмотки скорее всего слишком много. Следовательно просто "остудить статор целиком" не получится.
 
Т.е. жидкий метан из бака при атмосферном давлении надо насосом при давлении около 30-50 атм (давление в камере сгорания) сначала прокачать через обмотки (теплоизолированные от магнитопровода), затем прокачать через магнитопровод и уже потом под давлением 30-50 атм направить в камеру сгорания.
 
При всём при этом магнитопровод ротора со своей долей потерь останется "как есть".
 
П.С. для метана: критическое давление: 4,58 МПа; критическая температура: −82,4 °С (190°К).