전기 모터로 팬에 전원을 공급하는 이론적 인 문제가 있습니까? [중복]
최근 제가 궁금했던 질문은 전기 모터로 현대식 하이 바이 패스 터보 팬의 팬에 전원을 공급하고 등유 연료 엔진에 필적하는 성능을 달성 할 수 있는지 여부입니다. 아니면 연소실을 통해 흐르는 공기의 10 %가 시스템 작동에 중요합니까?
(엔진의 중량 대 중량 비율과 배터리 용량과 같이 전기 항공기를 실행 불가능하게 만드는 모든 것을 무시하고 싶습니다)
편집 : 질문의 "전기"부분이 실제로 질문의 핵심이 아니라는 것을 깨달았습니다. 내가 정말로 관심을 갖는 것은 현재 제트와 유사한 성능으로 배기 제트가 아닌 팬만 사용하여 비행기에 동력을 공급할 수 있는지 여부입니다 (엔진이 많은 블레이드와 덮개가있는 터보프롭과 비슷하게 만들 것입니다). 그것)
답변
엔진의 중량 대 중량 비율 및 배터리 용량과 같이 전기 항공기를 실행 불가능하게 만드는 모든 것을 무시 하려는 귀하의 바람을 고려할 때 대답은 '예'입니다.
그러나 팬 추력을 높여 누락 된 제트 엔진 추력을 보정해야합니다.
그렇지 않으면 대답은 아니오입니다.
"배기 제트가 아닌 팬만 사용"하는 것은 의미가 없습니다.
배기 제트가 팬에 동력을 공급하기 때문입니다. 즉 무엇 터보 "하이 우회에서 터보 배기 제트 따라서 엔진의 앞의 터빈 블레이드를 회전 중심 축에 부착 터빈 블레이드를 회전 : 팬"수단. 그런 다음 전면 터빈 블레이드는 공기를 연소실로 압축합니다.
뭔가 팬에 전원을 공급해야합니다 . 이를 수행하기 위해 일부 추진 가스를 "훔치지"않으면 다른 에너지 원이 몇 시간, 몇 시간, 몇 시간 동안 필요합니다. 따라서 비행기의 제한된 부피와 무게 요구 사항에서 에너지 원과 모터도 고려해야합니다.
결론 :
일부 추력 가스를 훔치는 것은 팬을 회전시키는 가장 작고 경제적 인 방법입니다.
전기 모터가있는 현대식 하이 바이 패스 터보 팬에서 팬에 전원을 공급할 수 있을까요?
예,하지만 전기 에너지를 추력으로 변환하는 가장 효율적인 방법은 아닙니다. 더 나은 방법은 그 엔진에 천천히 회전 하는 대형 프로펠러 를 부착하는 것 입니다. 전기 비행기는 범위가 실용화되면 중량 대비 출력 비율 이 낮기 때문에 가용 전력을 가장 효율적으로 사용해야합니다. 제트 엔진은 프로펠러가 점점 더 극복 할 수없는 압축성 문제에 직면 할 때 마하 0.7 이상의 비행 속도에서만 자체적으로 작동합니다.
등유 연료 엔진에 필적하는 성능을 달성 할 수 있습니까?
팬-모터 조합이 제트 엔진보다 무겁기 때문이 아닙니다. 소형 전기 모터의 무게는 0.1kg / kW에 불과하지만 더 큰 모터는 그 절반도 차지하지 않습니다. Siemens는 5kW / kg 의 GA 크기 엔진 을 시연했으며 이를 여객기 출력 수준까지 확장하면 2-3kW / kg 이하가 될 가능성이 큽니다. 95 %의 효율로도 전력의 5 %가 열로 바뀌어 대형 전기 모터의 냉각 문제가 발생합니다.
연소실을 통해 흐르는 공기의 10 %가 시스템 작동에 중요합니까?
네, 그렇습니다. 높은 비 에너지 및 연소의 연료와 혼합하여 팬을 구동하는 기계적 에너지를 제공합니다. 노즐에서 훨씬 더 빠른 출구 속도로 인해 10 %는 불균형 적으로 더 높은 추력에 기여합니다.
저는 이것이 실제로 이루어 졌다고 믿습니다. 이 비디오를보고 이것이 귀하의 이론적 질문 설정을 충족하는지 결정하십시오.
이 에어 버스 맞춤형 데모 항공기는 2 개의 배터리 구동 식 전기 덕트 팬 엔진을 사용하여 영국에서 프랑스로 비행했는데, 이는 전기 구동 식 하이바 이패스 (실제로 100 % 바이 패스) 터보 팬 엔진과 유사하거나 동일하다고 간주 될 수 있습니다.
20:55에 조종사는 활주로에 타기 전에 팬을 멈추고 전면을 통해 팬 블레이드와 나셀 내부의 작은 중앙 코어 섹션을 볼 수 있습니다. 21:05에 똑같은 선미에서 좋은 모습이 있습니다.
이륙 시간은 24시 30 분이며 성능은 "등유 연료 엔진과 비교할 수있다"는 귀하의 정의와 일치 할 수도 있고 일치하지 않을 수도 있습니다. 그러나 이것은 이론이 아니라 현실이므로 배터리 및 모터 제한을 고려해야합니다.