Есть ли теоретическая проблема с питанием вентилятора от электродвигателя [дубликат]
В последнее время меня интересует вопрос, можно ли привести в действие вентилятор в современном двухконтурном ТРДД с электродвигателем и достичь производительности, сравнимой с двигателем, работающим на керосине. Или 10% воздуха, проходящего через камеру сгорания, имеют решающее значение для работы системы?
(Я хочу игнорировать все, что делает электрический самолет нежизнеспособным, например, удельную мощность двигателей и емкость аккумулятора)
Edit: Я понял, что «электрическая» часть вопроса на самом деле не является сутью вопроса. Что меня действительно интересует, так это то, можно ли привести самолет в движение, используя только вентилятор, а не выхлопную струю, с характеристиками, аналогичными текущей струе (что сделало бы двигатель похожим на турбовинтовой с множеством лопастей и крышкой вокруг Это)
Ответы
Принимая во внимание ваше желание игнорировать все, что делает электрический самолет нежизнеспособным, например, удельную мощность двигателей и емкость аккумулятора , ответ - да.
Однако вам нужно будет компенсировать недостающую тягу реактивного двигателя за счет увеличения тяги вентилятора.
В противном случае ответ отрицательный.
«использовать только вентилятор, а не вытяжную форсунку» не имеет смысла.
Это потому, что вытяжная струя приводит в действие вентилятор. Вот что означает турбонаддув в «высокобайпасном турбовентиляторе »: выхлопная струя вращает лопатки турбины, прикрепленные к центральному валу, который, таким образом, вращает лопатки турбины в передней части двигателя. Эти передние лопатки турбины затем сжимают воздух в камеру сгорания.
Что-то должно приводить в действие вентилятор . Если для этого вы не «украдете» какой-то тяговый газ, то нужно будет использовать какой-то другой источник энергии в течение многих часов и часов. Следовательно, где-то в условиях ограниченных требований к объему и весу самолета вы также должны учитывать источник энергии и двигатель.
Нижняя граница:
Кража тягового газа - самый компактный и экономичный способ раскрутки вентилятора.
[можно ли] привести в действие вентилятор современного двухконтурного ТРДД с электродвигателем?
Да, но это не самый эффективный способ преобразовать электрическую энергию в тягу. Лучшим способом было бы прикрепить к этому двигателю большой медленно вращающийся винт . Поскольку электрические самолеты имеют плохое соотношение мощности к массе, когда их дальность полета становится практически достижимой, имеющуюся мощность следует использовать наиболее эффективно. Реактивные двигатели проявляют себя только при скорости полета выше 0,7 Маха, когда винты сталкиваются со все более непреодолимыми проблемами сжимаемости.
и добиться производительности, сравнимой с двигателем на керосине?
Не совсем потому, что комбинация вентилятор-двигатель, вероятно, тяжелее реактивного двигателя. Маленькие электродвигатели могут весить всего 0,1 кг / кВт, но более крупные с трудом достигают даже половины этого веса. Компания «Сименс» продемонстрировала двигатель типоразмера GA с мощностью 5 кВт / кг, и масштабирование его до уровней мощности авиалайнера, скорее всего, приведет к не более 2-3 кВт / кг. Даже при КПД 95% 5% мощности будет превращаться в тепло, создавая проблемы с охлаждением для больших электродвигателей.
10% воздуха, проходящего через камеру сгорания, имеют решающее значение для работы системы?
Да, это. Его смешивание с топливом с высокой удельной энергией и сгорание обеспечивает механическую энергию для привода вентилятора. Его гораздо более высокая скорость на выходе из сопла также позволяет этим 10% вносить непропорционально большую тягу.
Я считаю, что это действительно было сделано; посмотрите это видео и решите, соответствует ли это вашей теоретической постановке вопроса:
Этот нестандартный демонстрационный самолет Airbus совершил перелет из Англии во Францию, используя два двигателя с электрическими воздуховодами, работающими от аккумуляторов, которые можно рассматривать как аналогичные или такие же, как и турбовентиляторные двигатели с большим байпасом (действительно, 100% байпас) с электрическим приводом.
В 20:55 пилот останавливает вентиляторы перед выходом на взлетно-посадочную полосу, и через переднюю часть вы можете видеть, что внутри гондол находятся лопасти вентилятора и небольшая центральная секция сердечника. В 21:05 хороший вид прямо на корму.
Взлет в 24:30, и производительность может соответствовать или не соответствовать вашему определению «сопоставима с двигателем, работающим на керосине», но это реальность, а не теория, поэтому они были вынуждены учитывать ограничения батареи и двигателя.