Sähköinen lentokone

Sähkölentokone tai aurinkolentokone [1]  - lentokone , jota käyttää  polttokennoilla , valokennoilla , superkondensaattoreilla , akuilla , langattomasti tai kaasuturbiinimoottorilla (turbosähköisellä) sähkögeneraattorilla toimiva sähkömoottori [ 2] .

Tällä hetkellä sähkölentokoneita edustavat pääasiassa kokeelliset mallit, jotka sisältävät sekä miehitettyjä että miehittämättömiä ajoneuvoja . Ensimmäinen virallinen lanseeraus tapahtui vuonna 1957 , ja sähköisten lentokoneiden jakelu alkoi   1970-luvulla [3] . Ensimmäinen lento henkilön kyydissä sähkökoneella suoritettiin vuonna 1973 , lentoaika oli 14 minuuttia [4] .

Suurin ongelma sähkölentokoneen luomisessa on, että litiumioniakkujen energiakapasiteetti on yli kymmenen kertaa pienempi kuin kerosiinipolttoaineen energiakapasiteetti [5] . Toinen ongelma on, että tällaisen lentokoneen massa on vakio lennon aikana, toisin kuin polttoainetta käyttävillä lentokoneilla, kun polttoainetta kuluu loppuun, vaadittu nostokyky pienenee, mikä mahdollistaa lennon taloudellisemmissa tiloissa: korkeammalla. tai pienemmillä iskukulmilla.

Historia

Varhainen historia

Sähkömoottoreita on käytetty lentokoneissa 1800-luvulta lähtien. 8. lokakuuta 1883 ranskalainen aeronautti Gaston Tissandier teki ensimmäisen lennon ilmalaivalla La France käyttämällä Werner von Siemensin sähkömoottoria, jonka voimanlähteenä oli 435 kilon akku [6] . Seuraavana vuonna Charles Renard lensi yhdessä Arthur Krebsin kanssa ilmalaivalla, jossa oli tehokkaampi moottori [6] .

Lentokoneiden mallit

Kiinteäsiipisiä sähkölentokoneita on laukaissut vuodesta 1957 lähtien , mutta vuonna 1909 on vahvistettu vahvistamattomia raportteja [7] . Sähkömallit olivat hitaampia kuin nestemäisten polttoaineiden mallit ja olivat kalliimpia. Suurin haittapuoli oli tilavien akkujen puute, jonka yhteydessä sähkömallit yleistyivät vasta 1990-luvun alussa.

1964 . Amerikkalainen insinööri William Brown esitteli CBS News -toimittajalle Walter Cronkitelle helikopterimallia, joka saa lentoon tarvittavan energian mikroaaltosäteilystä [8] .


1979 . Neuvostoliiton suunnitteluinsinööri Oleg Konstantinovich Antonov suunnitteli ja kuvasi mallin yksipaikkaisesta sähkölentokoneesta.

Ensimmäiset miehitetyt lennot

Vuonna 1973 Fred Miliški ja Heino Brdiska loivat itävaltalaiseen Brditschka HB-3 -moottoripurjelentokoneeseen perustuen sähkömoottorilla varustetun Militky MB-E1 -version . Samana vuonna Heino Brdiska lensi sillä 14 minuuttia. Näin ollen Militky MB-E1 -mallista tuli ensimmäinen miehitety sähköinen lentokone, joka nosti ihmisen ilmaan [4] .

29. huhtikuuta 1979 Riversiden kaupungissa ( Kalifornia ) Mauro Solar Riser teki 3,5 litran sähkömoottorilla varustetun henkilön kanssa 35 minuutin lennon . Kanssa. ja 30 voltin nikkelikadmium-akku , joka on otettu Hughes 500 -helikopterista . Vaikka lentokoneen siivissä sijaitsi aurinkokennoja, latausmahdollisuutta ei lennon aikana ollut. Luomisen aloitteentekijä oli Larry Mauro [9] . Asia ei kuitenkaan mennyt testausta pidemmälle.

7. heinäkuuta 1981 Solar Challenger lensi Englannin kanaalin yli . Lentoaika oli 5 tuntia 23 minuuttia [10] .

1980-1990

Vuosina 1983–2003 NASA rahoitti Pathfinder -lentokoneen ja sen muunnelmien Pathfinder Plus , Centurion ja Helios luomista osana ympäristötutkimusta. Viimeinen niistä pitää korkeimman ennätyksen siivekkeistä ilman suihkumoottoreita - 29,5 km.

Vuonna 1990 Eric Raymond sai päätökseen vuonna 1986 alkaneen työnsä aivotuotellaan Sunseeker I . Sunseeker I ylitti Yhdysvaltojen 21 lennolla ja 121 tunnissa ilmassa.

2000-luku - nykypäivä

Tämä lentokoneiden rakentamisen alue sai merkittävän läpimurron 1990-luvun lopulla ja 2000-luvun alussa, kun yksityiset yritykset kiinnostuivat sähkölentokoneiden luomisesta. Syitä, jotka vaikuttivat uudentyyppisten lentokoneiden kehittämiseen, olivat lisääntyneet ympäristönsuojeluvaatimukset , nykyaikaisten suurikapasiteettisten akkujen sekä kevyet ja kestävät materiaalit. Sähköiset lentokoneet erottuvat muun muassa alhaisesta melutasosta, mikä voi olla hyvä etu tiedusteluoperaatioita suoritettaessa .

Brittiläinen aurinkovoimalla toimiva miehittämätön QinetiQ Zephyr -lentokone vuonna 2010 teki maailmanennätyksen UAV-lennon kestosta ollessaan ilmassa kaksi viikkoa.

Long-ESA teki 20. heinäkuuta 2012 sähkömoottorilla varustetun lentokoneen nopeusennätyksen, joka kiihtyi testin aikana 326 km/h:iin [11] .

Suunnitteluvaiheessa olevasta sveitsiläisestä Solar Impulse -lentokoneesta voi tulla maailman ensimmäinen miehitetty lentokone, joka pystyy lentämään loputtomiin aurinkoenergian ansiosta. Vuonna 2015 Solar Impulse 2 -lentokoneen oli tarkoitus tehdä maailmanympärilento (välilaskuilla). Teknisten ongelmien vuoksi lento keskeytettiin heinäkuussa 2015 Havaijin saarilla ja päättyi heinäkuussa 2016.

Heinäkuussa 2014 Airbus E-FAN esiteltiin Le Bourget -lentonäyttelyssä , ja se suunniteltiin taitolentokoneeksi [12] .

Facebook suoritti 28. kesäkuuta 2016 koeajon miehittämättömälle aurinkovoimalla toimivalle Aquila -lentokoneelle, joka oli suunniteltu jakamaan Internetiä vaikeasti saavutettavien alueiden asukkaille. Mark Zuckerbergin mukaan tällaiset laitteet voivat lentää jopa useita kuukausia 18 kilometrin korkeudessa. Yhtiö aikoo luoda kokonaisen laivaston tällaisia ​​droneja [13] .

Siemens suoritti 4. heinäkuuta 2016 EXTRA 330LE -sähkölentokoneen koeajon [5] .

2020: Suurin täyssähköinen kaupallinen lentokone tekee onnistuneen testilennon (Magnixin ja Harbour Airin insinöörit käyttivät Cessna Grand Caravan 208B:tä) [14] .

Airbus on ilmoittanut, että yhtiö aikoo kehittää alueellisia kaupallisia lentokoneita lähitulevaisuudessa [15] .

Kanadassa, Saksassa, Kiinassa ja muissa maissa on hankkeita sähkölentokoneiden luomiseksi [5] .

Tuotanto

Alisport Silent Club yksipaikkainen purjelentokone (1997) oli ensimmäinen massatuotantona valmistettu sähkölentokone , joka tuli myyntiin . Sitä käytti 13 kW:n moottori [16] .

Toukokuusta 2015 lähtien slovenialainen valmistaja Pipistrel on julkaissut Alpha Electro -mallin, kaksipaikkaisen täyssähköisen lentokoneen, joka on suunniteltu koulutuskäyttöön [17] .

Amerikkalainen Bye Aerospace Coloradosta on aloittanut toimitukset[ milloin? ] (2020?) hänen kaksipaikkaisesta eFlyer 2 -sähkölentokoneestaan . Se ilmoitti myös valmistuneensa eFlyer 800, kahdeksanpaikkainen sähkölentokone yhdellä tai kahdella ohjaajalla, se julkaistaan ​​vuonna 2027, tilauksia siitä on jo hyväksytty [18] .

Tulevaisuuden mallit

Pääasiallinen kehityssuunta tulee olemaan sähkön osuuden lisääminen lentokoneen energiankulutuksessa johtuen sen käytöstä laskutelineiden propulsiojärjestelmissä maarullauksessa, ilmastoinnissa, moottorin käynnistyksessä jne. [19]

Luultavasti hybridilentokoneiden luominen analogisesti hybridiautojen kanssa , joissa yhden tyyppistä moottoria voidaan käyttää lentoonlähtöön ja toista lentoon.

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ Aurinkokone // Ilmailu: Encyclopedia / Ch. toim. G. P. Svishchev . - M  .: Great Russian Encyclopedia , 1994. - S. 526. - ISBN 5-85270-086-X .
  2. ↑ Turboelectrolet // Popular Mechanics , marraskuu 2017, s. 37
  3. ↑ Ei , André Solar Flightin historia . Autonomous Systems Lab 3. Zürich: Swiss Federal Institute of Technology (heinäkuu 2008). — "Günter Rochelt suunnitteli ja rakensi Solair I:n, 16 m siipien kärkivälin aurinkolentokoneen... 21. elokuuta 1983 hän lensi Solair I:llä, pääasiassa aurinkoenergialla ja myös lämpöenergialla, 5 tuntia 41 minuuttia." Käyttöpäivä: 8. heinäkuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 1. helmikuuta 2012.
  4. ↑ 1 2 Taylor, John W R. Jane's All the World's Aircraft 1974-75. - Lontoo: Jane's Yearbooks, 1974. - S. 573. - ISBN 0 354 00502 2 .
  5. ↑ 1 2 3 Oleg Makarov. Ylös sähköstä // Popular Mechanics . - 2018. - Nro 1 . - S. 64 - 70 .
  6. ↑ 1 2 Renard, Charles ACADÉMIE DES SCIENCES / seance du 18 août 1884 / NAVIGATION AÉRIENNE. - Sur un aerostat dirigeable.  (fr.) . Ranskan tiedeakatemia (18. elokuuta 1884). — "1884 ... l'année dernière par M. Tissandier, qui le premier a appliqué l'electricité à la propulsion des ballons."
  7. ↑ Day, "Tubby" Electric Flightin historia . - "Julkaistu "Model Engineerissä" vuonna 1909 ... tammipotkuri ... lentänyt kahdeksan minuuttia ... eversti HJ Taplin, ... 1957 ... ensimmäinen virallisesti tallennettu sähkökäyttöinen radio-ohjattu mallilento." Arkistoitu alkuperäisestä 7. joulukuuta 2008.
  8. ↑ Fisher, Arthur. Ikuisen lennon salaisuus? Beam-powered plane  (englanniksi)  // Popular Science  : aikakauslehti. — Bonnier Corp., 1988. - tammikuu ( osa 232 ). — s. 62 .
  9. ↑ Experimental Aircraft Association, Inc. UFM/MAURO SOLAR RISER (2008). Haettu 27. kesäkuuta 2008.
  10. ↑ Curry, Marty Solar-Power Research ja Dryden (maaliskuu 2008). Haettu 27. kesäkuuta 2008.
  11. ↑ Long-ESA-koneesta tulee maailman nopein sähkölentokone
  12. ↑ E-Fan: Le Bourget'n lentonäytöksessä esitelty sähköinen tuuletinlentokone, joka soveltuu vakavaan taitolentoon
  13. ↑ Facebook testasi Aquila-dronea, joka jakelee Internetiä // TASS , 22. heinäkuuta 2016
  14. ↑ Suurin kaupallinen sähkölentokone testattiin // Vesti.ru , 1. kesäkuuta 2020
  15. ↑ Bertorelli, Paul Airbus julkisti sähkölentokoneen . Avweb (24. huhtikuuta 2014). Käyttöönottopäivä: 28.4.2014.
  16. ↑ AliSport Silent Club > Electric Self-launch Sailplane (päivätty). Haettu 4. marraskuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 20. huhtikuuta 2009.
  17. ↑ Slovenialainen valmistaja sai maailman ensimmäisen tyyppisertifikaatin sähkölentokoneiden valmistukseen // 3DNews , 13.06.2020
  18. ↑ Hei Aerospace eFlyer 800 sähkökoneeseen mahtuu seitsemän matkustajaa ja lentää lähes 1000 km // 3DNews , 23.04.2021
  19. ↑ Grigori Tarasevitš. Sähköisempi lentokone  // Schrödingerin kissa . - 2017. - Nro 11-12 . - S. 36-41 .

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Bibliografisissa luetteloissa