Уголок Бьорна: Устойчивый воздушный транспорт.Часть 58. Резюме Часть 2. - Leeham News and Analysis

2023-02-23 16:39:50 By : Ms. Yao He

https://reader.elsevier.com/reader/sd/pii/S2666691X20300063?token=709EF11EA72900EAB4592333CD3242C4BFCC5C61D83AF8936A982BF42A401FE04A5B1AA4948041F98E20AFF0919E4CA6&originRegion=eu-west-1&originCreation=20230217175627

Сэм Уильямс первоначально работал на Chrysler, который также был конструктором танка M1 (но этот двигатель был продуктом Lycoming). Chrysler разработал серию двигателей для автомобилей и почти имел один для публичной продажи.У GM и Ford также были экспериментальные GT для легковых и грузовых автомобилей (GM в то время также владел реактивными двигателями Allison). Реактивные двигатели Williams изначально использовались в крылатых ракетах и ​​дронах, а также в первой версии пассажирского реактивного самолета в большем масштабе (требовалась помощь RR) был для Cessna Citation Транспортный экспресс

Уголок Бьорна: Устойчивый воздушный транспорт.Часть 58. Резюме Часть 2. - Leeham News and Analysis

Некоторые другие автомобильные компании пытались использовать газовые турбины с использованием дешевых материалов и довольно низких температур с системой рекуперации для повышения эффективности, но безуспешно.Реактивные двигатели самолетов хорошо используют напорное давление воздуха в тщательно спроектированном впускном отверстии для увеличения его мощности.Вам нужно приблизиться к 2000 л.с., прежде чем газовая турбина сможет конкурировать с современным поршневым двигателем с турбонаддувом в дорожном и морском применении, поскольку двигатели этих двигателей немного тяжеловаты, например, Cuymmins QSK38-G4 или 2ea Stock Scania V8 мощностью 1150 л.с. каждый.

Микротурбины Capstone https://www.capstonepowersolutions.com/

Я прогнал несколько очень простых цифр, чтобы увидеть, как выглядят «реальные упрощенные» показатели эффективности для поездки из KORD-KJFK на A320 по сравнению с VW Golf R (самолет и автомобиль, для которых я мог очень быстро найти соответствующую информацию) .

Для самолета самым основным предположением является единственное постоянное соотношение L/D 16:1 при средней массе 67 тонн.Затем используя: Энергия = Сила x расстояние Сила = масса xg, деленная на L/D Энергия = 67 x 9,81 / 16 x 1270 км = 52 134 МДж Преобразование в массу с использованием 43 МДж/кг дает сжигание топлива 1 212 кг.Simbrief дал мне расход топлива 3737 кг, поэтому КПД 1212/3737 = 32%.

Для автомобиля аналогичный подход, только с учетом сопротивления качению и аэродинамического сопротивления Суммарная сила сопротивления = cr xmxg + 0,5 x rho x cd x A x V^2 = 658 Н. Используя 0,015 для cr, масса 1750 кг, cd 0,33 (с веб-сайта VW ) Общая энергия на расстоянии = 835 МДж Преобразование в литры при 34,2 МДж/л = 24,4 литра. При использовании рейтинга топливной экономичности VW EPA, равного 29 миль на галлон, получается 27,2 галлона или 102,9 литра. Таким образом, эффективность 24,4/103 = 24% > средней точки рисунок выше от GeoJojje!

Батареи дороги в замене и тяжелы, поэтому, имея гибрид, вы хотите оптимизировать зарядку батареи в полете с газовой турбиной, работающей с максимальной эффективностью, а это часто максимальная мощность на малых высотах.Теоретически требуется заряд батареи, взлетайте на мощности газовой турбины и заряжайте батареи до вершины набора высоты, затем дросселируйте до минимального холостого хода и используйте в основном энергию батареи и непрерывный спуск к месту назначения, летая на самолете с отличным L / D. соотношение.Используя RNP и непрерывный приличный режим, сводя к минимуму случаи, когда вам нужно дросселировать газовую турбину, и она может обеспечить противообледенительный воздух и воздух в салоне, который будет пополняться электрическими компрессорами салона.GE/PWA/RR/Honeywell и Safran работают над этими типами гибридных двигателей.Heart Aerospace намерены использовать один из них для ES-30 (если не закончатся деньги до установки двигателя на первый прототип…)

Это немного зависит от длины этапа, разницы между пиковой эффективностью и крейсерской эффективностью в сочетании с требуемым размером батареи и массой.Так что в идеале вы набираете высоту с высокой эффективностью двигателя, а затем опускаете нос на 1-2 градуса и указываете на пункт назначения на расстоянии до 400 км с альтернативами по маршруту.Мы увидим, сертифицируют ли GE/RR/PWA/Honeywell/Safran эти гибридные двигатели.

Бьорн, поскольку вы упомянули грузовик Mercedes GenH2, вы также можете узнать, имеет ли система Daimler/Linde Cryo Compressed H2 для бортового хранения потенциал для авиации или нет.

Я думал, что они уже делают криозаправку, но просто LH2 https://media.daimlertruck.com/marsMediaSite/en/instance/ko/Development-milestone-Daimler-Truck-tests-fuel-cell-truck-with-liquid -hydrogen.xhtml?oid=51975637 Не уверен, где в него входит «сжатый» помимо существующего небольшого сжатия.