五千年(敝帚自珍)

主题:有没有混动飞机? -- 向前向前

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                    • 家园 水平力和垂直力

                      大飞机上发动机提供的是水平方向上的力。重力和空气升力相互平衡。如果一发坏了。造成的效果是飞机要在水平方向上拐弯。飞机可以通过调节尾翼,产生一个阻力去对抗。但这也是一个应急措施。总之可以确保不至于立刻掉下来。

                      垂发是飞机发动机提供垂直的力。 由于没有水平的速度,空气无法提供升力。 所以发动机推力等于重力。而且无法通过尾翼调节平衡(尾翼也是需要空气具有一定速度才能产生力)。 一旦出现力矩不平衡。需要立刻关掉另一侧发动机。否则迅速翻转。可想而知一旦反转重力又失去推力的平衡,会迅速掉落。

                      垂飞的飞机差不多可以看作一个大号的火箭。 多发动机可以参考星舰。 将来要想做单人飞行器,一个思路就是多发动机。十几个。每个都不大。这样坏了一个,通过算法还能调过来。

                      • 家园 我觉得单人飞行器就是博个眼球

                        这种多发垂直起降即复杂又不经济,直升机式桨叶推进效率很低。比单发常规小飞机复杂,贵,速度航程估计差的多。。。甚至拼不过单人小直升机,小旋翼机。

                        飞行是很复杂的事,有汽车驾照的人数该比有飞行执照的多2个数量级。(维基显示美国现在有757000飞行员。。。)

                        而且汽车行驶故障,多数情况下停路边就行了。。。

                        单人飞行器飞行中故障,机械故障,撞鸟,挂电线。。。那危险性就大太多了。

                        所以单人飞行器多半还是类似私人飞机,不能大量普及,少数人玩具。。。

    • 家园 复杂传动系统是为了安全

      象V22那样,必须联动啊,否则一边发动机失效,必然失去平衡,摔机。。。

      电动机也得联动,低价无人的算了。。。载人或高价的,谁也不能保证电动机就万无一失了。。。

      波音有个未来客机提议,发动机和电动机联动,起降时共同驱动风扇/螺旋桨,巡航时发动机单独驱动风扇/螺旋桨(电池能量密度还是比不上燃油,对计较重量的大型飞行器,巡航时用电池动力不划算)。因为巡航时发动机动力要求只是起降时最大动力的1/10到1/5。而涡轮机原理上导致相对自身最大输出的动力越低,单位功率或推力的耗油量就越大。起降时电机辅助,发动机的最大功率/推力就能低一些。这样发动机巡航动力与最大动力的比值就大些,相对耗油率低一些,就能节省能源。

      • 家园 电动的话,就不需要使用机械联动了

        电控就行了

        如果要保险,看来还得4螺旋桨

        • 家园 一个电机失效怎么办?

          起降时,双电机不联动一定失去平衡坠机。

          4升力螺旋桨?

          1. 4电机,不嫌复杂吗?!

          2. 为了水平面X,Y两方向的力矩平衡,一个电机失效,必须也关掉对角位置上的电机。。。这失去一半动力的几率比双发动机联动的几率更大吧。

          • 家园 其实电机可靠性非常高

            我就没见过哪个无人机因为电机坏了掉下来的

            电机联动比机械联动容易太多了,大疆所有的无人机都是多旋翼,这问题早就解决了

            • 家园 这得看统计结果吧

              我还还开了20多年车,发动机传动箱机械部件没出过故障,故障的都是各种电机。发电机,空调电机,散热器风扇电机,自动传动箱里的电磁阀门。。。

              而且你以为电机驱动不用机械传动吗?电机要大功率且轻重量,就得小型高转速。。。特斯拉,比亚迪电车的电机都每分钟2万-3万转了,电动飞机也指定不能低速了,对比下飞机的涡轮机转速也就每分钟1万多转。。。而螺旋桨不过每分钟几百转(音速每分钟2万米左右,螺旋桨翼尖不能过音速,限制转速)。无论涡轮发动机还是电机到螺旋桨都得有个机械减速。。

              大疆那种便宜,无人的,摔了就摔了。当然不用管联动了。

              • 家园 发动机变速箱得不时换润滑油啊

                高可靠性是经常换油换出来的,而普通人根本接触不到需要换润滑油的电机,日常生活里的电机都是把润滑油封好了终身使用,很多时候最大的问题不是机械而是密封不严润滑油跑光了。大型电机也是要经常换油的,所以不用担心这个问题。

                电动车电机转的快是为了提高扭矩,飞机不用考虑扭矩的事情应该不需要太高的转速。倒是可以参考铁路,铁路也不需要高扭矩否则会打滑,高铁电机一般几百到上千千瓦,跟吨级飞机用的类似,转速只有五六千转,比动不动上万的喷气发动机慢多了,一般跑几万公里要给电机换一次润滑油。。。

                • 家园 高转速是为了减小体积和重量啊

                  功率=扭矩 X 转速

                  电机要重量轻,直径要小,就只能高转速了,现在电车电机能做的小,就是高转速。。飞行器对重量体积更敏感,也只能高速电机了,到螺旋桨或旋翼低转速,必然有减速传动箱。。。

                  • 家园 大功率减速齿轮也很重

                    飞机又不需要低速高扭矩,一般大型电动无人机会采用低转速电机,甚至不用减速,电机直接驱动螺旋桨。。。

                    • 家园 可是又螺旋桨,旋翼翼尖不过声速限制啊

                      即使后掠桨叶也不能超很多。

                      否则地面音爆。。。

                      这就限制了转速。

                      比如直径约10米的旋翼,转速就顶多10圈每秒,600rpm,涡轮发动机或电机也得上万 rpm 了。。。必然得有减速器。。。

                      • 家园 多旋翼啊,就不用那么大的浆了

                        当然这都是取舍,还没定论,但目前趋势就是尽量降低电机转速,尽量少用减速器。。。

                        • 家园 这有个效率问题吧

                          小型无人机无所谓了。

                          但是几吨的大家伙,

                          旋翼直径缩小50%,转速是可以提升到原来的两倍,但旋翼旋转面积缩小到原来的1/4。同样升力效率,就得4个旋翼了。。。减速差距仍然很大,减速器仍然少不了,系统数量变成4倍了。。。

                          • 家园 目前接近实用的电动飞机也就半吨到一吨

                            比如亿航,虽然是4轴,实际每轴是对转双桨,一共8个旋翼。德国Volocity更夸张,18个旋翼。没说这一定是未来发展方向,但这代表一个趋势。。。

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