Элон Маск и воздушный океан: даёшь электросамолёты!

Технологии
автор : Евгений Золотов  13 ноября  2013

Элон Маск знает о притягательной силе высоких скоростей больше многих. Почти все проекты, которые он помог основать, запустил или возглавил, напрямую связаны с необычно высокими скоростями — будь то денежные транзакции в Сети (PayPal) или доставка пассажиров и грузов на средние расстояние посредством Hyperloop. Но его амбиции всё ещё не удовлетворены. Сегодня ночью, выступая на деловой конференции «Возможности для завтрашнего дня», он обмолвился о следующей Большой Идее. Теперь это самолёт — а точнее, самолёт на электрической тяге. Поскольку до сих пор у Маска получалось всё, о чём он заикался на публике (и даже «Гиперлуп» уже в стадии практической проработки), легко верится, что получится и на сей раз.

Скорость — не всегда приятно. Словно заканчивая начатый нами вчера разговор (см. «Внимание, горим!»), Маск отверг возможность отзыва электроседанов Model S из-за якобы скрывающегося в них дефекта и подтвердил «скоростную теорию» как главную причину всех трёх пожаров (по его словам, все возгорания случились вследствие столкновения с препятствиями на «очень высокой скорости», причём в Мексике у водителя и пассажира формально вообще не было шансов уцелеть). Но и сбавлять ход сам не намерен. В ближайшие годы Tesla Motors выпустит запланированную третью модель электромобиля и начнёт строительство гигантской фабрики литий-ионных аккумуляторов, сравнимой по объёмам выработки с совокупным мировым производством таких батарей сегодня. Это позволит компании не только преодолеть планку в 70 тысяч электромобилей в год (запланированную на следующие четыре года), но, может быть, и начать эксперименты с покорением воздушного пространства.

Строго говоря, впервые о самолёте на электрической тяге он упомянул ещё год назад, а сегодня вернулся к теме более подробно. Впрочем, и сегодня он придерживался своего фирменного стиля: выйти на идею словно невзначай, набросать картину в общих чертах, не углубляясь в технические подробности (говоря на публике, он всегда избегает специальных терминов, явно стараясь быть понятным всем). Слушая Маска, главное — не забывать, что мы слышим не просто предпринимателя, купившего чужой бизнес и сделавшего на нём миллиарды, а человека, который буквально до последнего винтика знает конструкцию своих автомобилей и ракет. Короче, в технических вопросах он дока, ему можно верить на слово.

Запуск новой компании Маск сравнивает с процессом поедания стекла и хождения над пропастью: сложнее и значительно менее приятно, чем кажется, поскольку приходится делать много вещей, которые тебе могут не нравиться. А смерть компании, по его словам, переживается как смерть живого человека.

Запуск новой компании Маск сравнивает с процессом поедания стекла и хождения над пропастью: сложнее и значительно менее приятно, чем кажется, поскольку приходится делать много вещей, которые тебе могут не нравиться. А смерть компании, по его словам, переживается как смерть живого человека.

Так вот, по его словам, задуматься над крылатой машиной его заставил десять лет назад вывод из эксплуатации «Конкорда». Будущее без скоростной гражданской авиации представилось в мрачных тонах, и он сформулировал идею самолёта нового поколения. Это не летающий автомобиль — который Маску симпатичен, но кажется практически непригодным из-за неустранимого риска падения на головы невинных прохожих и неизбежной поэтому негативной реакции общественности. Он мечтает об электросамолёте с вертикальным взлётом и посадкой, способным развивать сверхзвуковую скорость. Базироваться такие летательные аппараты смогут максимально близко к городам (взлётная полоса не требуется), перевозить значительное количество пассажиров за раз, покрывать большие дистанции.

О том, как именно он надеется или думает такую задачу решить, Маск не сказал ничего. Но, если вспомнить историю сверхзвукового самолётостроения, понятно, что ему придётся столкнуться не с одной, а минимум с тремя значительными техническими трудностями. Первая — собственно проектирование экономически выгодного, пригодного для рутинной эксплуатации сверхзвукового авиалайнера. Штурм этой задачи, предпринятый во второй половине XX века развитыми странами, оказался настолько дорогим удовольствием, что одни от идеи отказались, а другие были вынуждены согласиться на международное сотрудничество (так создавался, в частности, приснопамятный «Конкорд»). Но и после того, как самолёт был построен, остались весьма неприятные «шероховатости»: сверхзвуковые полёты неэкологичны (вредят озоновому слою), салонное пространство ограничено (как в смысле грузоподъёмности, так и просто из-за низкого потолка), полёт шумный как для пассажиров, так и для наблюдателей на земле, большие высоты требуют особых решений даже для защиты от ионизирующей радиации и т. д.

Но это ещё полбеды, поскольку есть и вторая проблема — собственно вертикального взлёта и посадки. Здесь Маску прочат наибольшие трудности (чисто механического свойства). Действующие модели самолётов, способные на такой манёвр, можно пересчитать на пальцах рук — и, кажется, среди них нет ни одного гражданского?

Наконец, есть проблема достижения сверхзвуковой скорости. Формально «сверхзвук» достижим даже на винтах, но эффективность пропеллера в таком режиме падает катастрофически, не говоря уже о недопустимо возрастающем уровне шума. Но как же тогда разогнать многотонный аппарат до скоростей выше 330 м/с? Ведь речь, не забывайте, об электросамолёте! Полагаю, среди читателей найдутся люди подкованные в авиации — и прошу поделиться мыслями в комментариях.

Маск не стесняется сообщать живописные подробности из ранних лет своей бизнес-биографии. Он пробовал пробиться в Netscape, но не получил ответа. Основав же с друзьями PayPal, мылся в благотворительном приюте по соседству с офисом.

Маск не стесняется сообщать живописные подробности из ранних лет своей бизнес-биографии. Он пробовал пробиться в Netscape, но не получил ответа. Основав же с друзьями PayPal, мылся в благотворительном приюте по соседству с офисом.

Маск решает две из трёх проблем махом: по его словам, «сверхзвук» и вертикальные взлёт-посадка с электричеством совместимы хорошо. И вообще весь будущий транспорт, по его мнению, будет электрическим. Кроме разве что ракет, которым нужна слишком большая плотность запасённой на борту энергии. Электросамолёты занимают промежуточное положение между ракетами и наземным транспортом: для них тоже потребуется значительная энергия, но в достижимых количествах.

Так когда же взлетит электросамолёт Элона Маска? Сам «Железный человек» не берётся ответить на этот вопрос. Он честно предупреждает, что реализация идеи может потребовать значительного времени, хотя, скорее всего, её и решат неожиданно, скачкообразно, и не гиганты-авиастроители вроде «Боинга» и Airbus, а какой-нибудь стартап. Потому что гиганты придерживаются отлаженного процесса постепенной модернизации, не приемлют необходимых в данном случае радикальных перемен. Но не факт и то, что этим займётся именно Маск. Здесь, вероятнее всего, получится как с «Гиперлупом»: вчерне проработанную идею опубликуют, и ею смогут заняться все желающие. Сам Маск слишком занят, чтобы в ближайшем будущем запускать ещё одну компанию.

С другой стороны, у Маска есть очевидное преимущество перед потенциальными конкурентами. У него свои аккумуляторы, свои наработанные космические технологии, практически готовый фюзеляж — достаточно положить «Кузнечика» (Grasshopper) на бок. И, наконец, неуёмная энергия — без которой не было бы ни Tesla Motors (чуть не разорившейся, пока Маск не занял место гендиректора), ни SpaceX, ни других исторических проектов.

Поделиться
Поделиться
Tweet
Google
 
Читайте также
  • Геннадий

    Да, сверхзвук без реактивного двигателя вряд ли достижим.
    Но даже и без сверхзвука электросамолет с вертикальным взлетом и посадкой — это очень круто.
    А вообще, и гиперлуп, и этот сверхзвуковой самолет, больше похоже на мечты, чем на достижимые проекты. Может быть, Маск про них рассказывает, просто чтобы подогреть интерес к своей компании?

    • Syzygy

      Когда-то так про электромобили говорили. Больше не говорят, а стараются как можно скорее выпустить свою модель.

      • Elektronium

        А может Маск уже достиг уровня своей некомпетентности?

        • Принцип Питера только для сынков и самоуверенных.

      • Denis Fed

        Что говорили и что не говорят ? Электромобиль как был игрушкой так ей и остался.

        • Ага, а теперь еще можно на шару заряжать аккумуляторы, да и проехать вдоль западного побережья сша.

        • Max Chipov

          какая игрушка? У меня приятель купил — не нарадуется — тратит 53 какса на заправку вместо 580. А как ездит машинко — просто сказка

      • Denis Fed

        http://motor.ru/articles/2013/11/14/nissanleafcharge/

        На практике не более чем дорогая игрушка с кучей проблем и низким запасом хода. Особенно учитывая холодный климат.

        • Syzygy

          Мозг-то влючите. Причёт тут ниссан, когда разговор о Маске?

          • Denis Fed

            мозг включи … разговор про электоромобилиь вообще ….

            При чем здесь маск — хреняск ?

        • Max Chipov

          500 km — низкий запас? 99% водил 200-300 в день делают максимум с работы и домой.

          Непонятно что за глупости с холодным климатом? Ты давно шупал как греется литиевая батарейка

          • T_at_work

            300 км в день на работу и обратно — это очень жоско. Может, лучше на удалёнке?

  • Egor Petrov

    Импеллерная установка может быть будет.

    • Sentinel

      А что это?

      • Egor Petrov
      • пМВ

        В детстве делал кордовую импеллерную модель МиГ-15 — спрятанный в фюзеляже движок Ритм крутил внутренние вентиляторы, пришлось несколько раз переделывать, и в результате все походило на ТРД…

        • ZarrrazA

          Преподобный, а об ионолетах не вы писали?

          • пМВ

            Упоминал мельком…
            На ЭРД, в т.ч. ионных, Бауманка специализировалась.
            Не тульский профиль.

        • jno

          сейчас модельные импеллеры почему-то офигенно дорогие…
          (из за этого знакомый всё клепает вариации на тему Б-29/Ту-4/Ту-95, а на Ту-160 денег нет :)

          • пМВ

            Так сам делал — сейчас страшно подумать…
            Ось компрессора на подшипничках от гироскопа.

          • jno

            подшипнички от гироскопа… хех! :)

          • пМВ

            Цена то…

          • jno

            цена? в *те* времена?
            вопрос был, обычно, в физической доступности…

          • пМВ

            Естественно — возможно импеллеры сейчас поэтому дороги. Подшипник закону Мура неподвластен…

          • jno

            но есть же теперь те же гидродинамические подшипники — дешёвые

          • kue

            Этот что такое ? А в велосипед их тоже можно ?

          • jno

            можно… но не стОит :)

          • пМВ

            Не употреблял ни разу…

          • jno

            ясно дело — тогда их не было, теперь — до них дела нет :)

          • пМВ

            Знаю, в бормашинах стоят…

          • jno

            наверное.
            там 100к оборотов турбинка даёт…

  • Юрий

    на ум приходит только использование электрореактивных двигателей, но они маломощные хотя бурно развиваются

  • Да, в небе меньше шансов встретить кем-то брошенную железяку. :)

    • u141

      А стаи птиц? Скорость-то у самолётов при наборе высоты гораздо выше, чем во время разбега по ВПП, и уж тем более, чем у электромобилей на дорогах! Полтонны литиевых аккумуляторов при встрече с птичками с лёгкостью превратят любой самолёт в «челябинский метеорит»! :(((

      • jno

        Ну, тонны керосина — не превращают же!

        • u141

          Понятное дело! Чем перелётная утка подожжёт керосин? Они ж не курят в полёте! :))) А вот литиевые аккумуляторы прекрасно грят на открытом воздухе сами по себе: пусть только кто-нибудь своим длинным клювом сделает в корпусе дырочку…

          • jno

            тюнинг клювов вольфрамом пока — редкая услуга :)

          • u141

            Но титан-то уже используют!
            http://www.dni.ru/society/2012/9/13/240439.html

          • jno

            хрупкий он. в бронебойных не применяется.

  • Alex Gumirov

    Yota по-американски? С бОльшим нахрапом и бОльшим апломбом?
    Обещаем «революцию» везде — хотя для этого Маск еще должен сказать про корабли и подлодки, а потом, пытаемся всю эту махину слить задорого, пока инвесторы не почувствовали жареного.

    • u141

      Кстати, подлодки с панорамными иллюминаторами для подводного туризма малого и особо малого класса (водоизмещения :) идея хорошая. Был бы спрос не меньший, чем на прогулочные катера! О потенциале рынка можно судить по продаже Lotus Esprit Submarine Car: http://www.dni.ru/auto/2013/9/10/259730.html

  • sergey andriyaka

    по-моему решение тут простое

    берем массу аккума литий-ионного объемом с два крыла,

    смотрим сколько энергии запасенно и какая может быть пиковая мощность выдачи, умножаем на кпд электродвигателей.

    если плюс минус это равно энергии и мощности от такого же объема авиационного керосина умноженного на кпд авиационного ДВС, то блин в чем проблема.

    осьо-сьо пример электро-самолетика
    http://konstryktorov.net/know-how/legkiy-samolet-na-elektrichestve/

    • Artem Artemenko

      не указано же, что батареи обязательно должны быть в ЛА, все таки идеи Теслы в черпании воздуха отовсюду. Может реализует передачу по лучу все таки со спутников.

      • Dmitriy_Sergeevich

        «все таки идеи Теслы в черпании энергии отовсюду»

        Это стоит вообще выкинуть из головы… от Н.Тесла ,до лженауки — один шаг.

        • Artem Artemenko

          Есть же SpaceX, надо расширять клиентскую базу.
          опыты с ЛА питающимися от микроволн были (если юному технику верить:) а основные проблемы атмосферных потерь, решаются подъемом до стратосферы. Хотя конечно взлететь на батарейках до стратосферы тоже та еще задачка.

          • пМВ

            Книжка «Репортаж из будущего», конец 50-х, Щепетнев про нее вспоминал, на картинках к статье проф.Г.И.Бабата самолет получающий энергию по МВ лучу…

      • Denis Fed

        Тесла мошенник это уже давно пора понять …
        В приличном обществе его стараются не вспоминать.

      • sergey andriyaka

        вот что бы я не хотел так это питание по лучу со спутников, т.к такая с-ма с легостью превращаеться в высокоточное лазерное оружие, на фиг на фиг, не говоря уже о том, что на орбите атом.реактор нужен будет, чтоб питать эти лазеры, что тоже само по себе потенциально — всеобщий атмосферный чернобыль для всей планеты

      • T_at_work

        а ещё Рерих и Сатья Баба!

  • u141

    Реактивный двигатель на электрической энергии может быть создан на основе дугового разряда. Тяжёлые положительные ионы образуют реактивную тягу через сетчатый катод, а лёгкие электроны — утилизируются на аноде. Если этой тяги окажется недостаточно, то «медленные» ионы можно дополнительно разогнать высокочастотным линейным электродвигателем (по принципу гауссовой пушки). Каких-то принципиальных ограничений по мощности я не вижу, но надо признать, что ионизация протекающего через такой двигатель атмосферного воздуха дело крайне энергозатратное. Правда зато нет никаких трущихся деталей!

    • Artem Artemenko

      http://compulenta.computerra.ru/universe/explore/10009785/#comment-1104731668

      вот где то здесь меня малость просветили по этому вопросу.

    • гость

      а накапливающийся заряд куда сливать?

      • ZarrrazA

        И атмосферу в придачу. :)
        А главное: когда люди узнают тягу всех этих электростатических или магнитогидродинамических — энтузиазм атмосферного воплощения пропадает.

        • u141

          По поводу экологии или какого-то там вреда человеку я бы не стал особенно беспокоиться: ведь из года в год гремят грозы и летают шаровые молнии, а человечество преспокойно себе развивается и размножается…

      • u141

        Ничего накапливаться не будет: электроны с анода (он же динамический компрессор набегающего потока атмосферного воздуха) по цепи питания попадают на сетчатый катод (он же фактически играет роль выхлопного сопла), где они непосредственно могут рекомбинировать с пролетающими положительными ионами или будут увлечены вслед за ними в реактивную струю газоразрядной плазмы. При рекомбинации в струе плазмы будет выделяеться много энергии (в виде излучения света и нагрева), что также можно использовано для получения дополнительной реактивной тяги. При этом мы сохраняем озоновый слой тем, что отработанное рабочее тело превращается обратно в нейтральный газ. Кроме того, не исключаю, что такой двигатель будет обладать ещё одним плюсом: помимо своего основного предназначения поможет удалить из атмосферы многие вредные примеси техногенного характера, стимулируя их полное сгорание в плазме…

        • jno

          «динамический компрессор» — круто, конечно…
          но такой фокус пока только в ПВРД проходит.
          да и на счёт нейтральности того газа возникают определённые сомнения — ионизируем-то воздух (газовую смесь, ага), который будет рекомбинировать чёрте во что (в закись азота, подозреваю)…

          • пМВ

            Рекомбинация в ЭРД проблем жуткая — но это надо из Бауманки спрашивать…

          • jno

            где ж их взять…
            я-то электрохимию только так, «проходил».
            как фрагмент металлургии редкоземельных… :)

    • jno

      проще просто дугой воздух греть…

      • u141

        Был и такой вариант, когда в годы холодной войны у нас и в Штатах разрабатывали стратегический бомбардировщик на атомной энергии. Проект закрыли и там, и здесь из-за технических проблем: большой вес, радиация и низкие лётные характеристики. У плазменного реактивного двигателя есть небольшой плюс: его вектор тяги можно поменять магнитным полем, т.е. применить для вертикального взлёта и посадки не меняя ориентации самого двигателя!

        • jno

          проблема всё та же — чем его кормить?

          • u141

            Существут два варианта: либо увеличивать ёмкость батареек (пусть хотя бы и атомных, если уж литиевые исчерпали себя), либо уменьшать вес силовой установки, чтобы достичь положительного баланса между полезной нагрузкой и эффективой тягой двигателя. Похожую проблему когда-то тоже решали в ракетостроении: первые баллистические ракеты едва-едва отрывали себя от земли…

          • jno

            это которые ракеты?
            китайские 2К лет назад?
            или ГИРДовские?

          • u141

            Не все варианты перечислены… Ещё был такой проект ФАУ-2, а до него был ещё межконтинентальный проект, который так и не полетел.

          • jno

            ну, эти-то уж никак не «первые» — ни с какого краю…
            А-4 (которая «фау-2») — это уж и вовсе серийное изделие, наряду с Fi-103 (V-1).

          • u141

            Ну, так ведь о серийном же производстве тяжёлых ракет и идёт речь. Мы же не можем всерьёз принимать игрушечные ракеты, сделанные «в гараже» в одном экземпляре. И теже реактивные электродвигатели нужны не для авиамоделирования, а для серийных самолётов! Поэтому рассматривать надо, только те концепции, которые имеют реальный шанс для наращивания тяговой мощности и организации их массового производства. Кстати, может в конце концов и сам г-н Прохоров после (или вместо) ё-мобиля заинтересуется производством коммерческих электросамолётов! Только, правда, придётся где-то в России создавать собственные производственные мощности по выпуску литиевых аккумуляторов в особо больших объёмах — лития на всех может не хватить!… :)))

          • jno

            Вы ужо определитесь

            первые баллистические ракеты едва-едва отрывали себя от земли…

            или

            о серийном же производстве тяжёлых ракет

            :)

          • u141

            Поясняю: говорил я о тяжёлых ракетах, а не о китайских петардах. А поскольку схема первых таких ракет была двухступенчатой, без отделяемого разгонного блока, то приходилось использовать весь запас стартовой тяги двигателей, в итоге ракета на старте очень вяло набирала скорость. И это продолжалось до тех пор, пока не научились работать с двигателями в одной параллельной связке. Решили эту проблему (проблему баланса максимально возможной тяги двигателя и минимально необходимой полезной нагрузки) в ракетостроении, решат и в самолётостроении с реактивными электродвигателями.

          • jno

            ну, может, и решат, конечно :)

  • kue

    Не, не цепляет американский обьемчик. Вот тут.. гораздо интереснее про мутанта трицикла и автожира из Голландии..

  • LTTLSSM

    «…И способен дотянуться до звёзд
    Не считая, что это сон»

    Макс молодец.

    • Сергей Кропачев

      Маск?

      • LTTLSSM

        да, спасибо

  • Alexey Zharikov

    Тем не менее, Конкорд умудрился разбиться именно из-за «брошенной» на ВВП «железяки».

    • Сергей Кропачев

      ВПП?

      • jno

        у нас — везде ВВП :)

    • Прямо как тесламобили сегодня ))

  • Alexey Zharikov

    Была когда-то давно идея дополнительного разгона выхлопа авиационной турбины магнитогидродинамическим способом. Может быть, Маск имеет в виду что-то вроде этого?

    • u141

      Концепция электросамолёта как и электромобиля предполагает полное отсутствие химического топлива или размещаемого на борту рабочего тела. А вот найти ответ на вопрос: можно ли использовать магнитное поле Земли для магнитной левитации летательных аппаратов — было бы интересно! :)

      • jno

        можно.
        но гемору, вроде, больше, чем профиту…

      • Нельзя.
        Энергия — это перемещение изменения физических свойств.
        Мотор крутит замкнутый проводник электрического тока возникающего в изменяющемся внешнего магнитного поля.

        Поле земли меняется очень слабо. Максимум что получиться после изоляции от внешних воздействий — магнитный компас, и только из-за собственной намагничености стрелки.

        • u141

          Вообще-то каждый школьник, не пропустивший уроки физики по болезни, знает, что на любой движущийся заряд в магнитном поле действует сила Лоренца.
          http://ru.wikipedia.org/wiki/Сила_Лоренца
          Следовательно, на гиперзвуковую струю газоразрядной плазмы, направленную вдоль экваториальной линии, будет действовать подъёмная (или прижимная, в зависимости от направления тока) сила. Вопрос лишь в том, какой скорости движения зарядов будет достаточно для реализации эффекта магнитной левитации реального физического тела и существуют ли технология (типа той, что используется в ТОКАМАКе) пригодная для того, чтобы использовать плазменную струю в качестве опоры этому телу?

          • JayK

            Да, а еще есть фотонный двигатель… ну теоретически

          • u141

            Очень расточительный тип двигателей. Если, например, рассмотреть аккумуляторный светодиодный фонарик в качестве прототипа фотонного двигателя при разгоне его же самого в вакууме и в полной невесомости, то окажется и практически, и теоретически, что его к.п.д. асимптотически будет стремиться к НУЛЮ во всём диапазоне реальных физических характеристик его компонентов. Такой двигатель может быть уместен лишь в эпоху управляемого термоядерного синтеза как один из способов охлажения высокотемпературной плазмы, да и то лишь в качестве двигателя коррекции траектории при полёте где-нибудь в очень-очень далёком космосе, где нет не малейших признаков наличия источников энергии или материи, пригодных для «нормальных» двигателей. Да и произойдёт это не раньше, чем люди найдут взаимопонимание со своим же искусственным интеллектом — ибо ни один адекватный человек в дальний космос на инерциальном транспортном средстве не полетит! :)

          • Тип вещества для плазменной струи плазмы? И какая будет стоимость топлива и реактора.

            А есть еще гравиплатформа гребенникова — нособирал жуков, прилепил их крылышка к фанерке, подал ток и вуаля — антигравитация.

          • u141

            А есть ещё квантовая телепортация: не успел открыть рот — и ты уже в другой точке Вселенной… :)))

          • Зря вы так про Гребенникова. Уже и на ютубе про него есть.

          • T_at_work

            ненене, девид блейн, на тытрубе много чего есть

  • JayK

    Бредятина, http://ru.wikipedia.org/wiki/Hawker_Siddeley_HS.141 вот чем это кончается, да и существующие харриеры и яки не торопятся летать на сверхзвуке…

    • jno

      Як-1.41 — сверхзвуковой.
      вроде, продан «туда».

      • JayK

        Птичка не взлетела, надежность аппарата с кучей движков и сложной механикой их поворота оказалась ниже плинтуса даже для военной техники, не говоря уже о пассажирских вариантах…

        • jno

          Як? Летал, вроде

          • JayK

            Летал а потом упал… А на вооружении до сих пор условн эффективные як 38

          • jno

            А «огурцы» еще летают??

          • u141

            Это что, Харриеры что-ли? Их же вроде должны были заменить на F-35A, B и C.

          • jno

            «Военно-морской огурец» — титул Як-36/38 :)
            Да и харриеры — именно что «должны»…
            Первые харриеры, кстати, такой же точно фуфель был, что и яки.

  • cepstrum

    Электромагнитная катапульта.

  • u141

    Есть ещё одна очень простая и лёгкая для реализации на практике идея: использовать в качестве двигателя для электросамолёта обычный авиационный турбореактивный двигатель, в котором вместо впрыска топлива будет использован мощный высоковольтный искровой разряд в точке наивысшей компрессии газа. Энергию одного разряда умножаем на количество лопаток турбины, на число оборотов в секунду и получим в итоге вполне приемлемую выходную мощность. Думаю, что к.п.д. такого двигателя будет гораздо выше, чем у плазменного реактивного электродвигателя, а затраты на реализацию — ниже. Тестовый вариант такого двигателя можно даже попробовать создать на базе обычной авиамодельной турбины — нужно лишь подыскать какой-нибудь простой способ синхронизации вращения лопаток и момента разряда для каждой лопатки. В крайнем случае можно попробовать обычный трамплёр от автомобильного двигателя… и катушку зажигания оттуда же!… :)))

    • jno

      почему искровой-то?
      дуга, вроде, тут просится…

      • u141

        Искровой вариант должен быть более экономичным, а вот для сверхзвукового проточного двигателя однозначно — дуга.

        • jno

          искровой, поди, ещё и импульсный источник потребует…

          • u141

            Импульсных источников существует тьма-тьмущая: от многоискровых систем автомобильного зажигания для поршневых двигателей внутреннего сгорания до сверхмощных импульсных блоков питания лазерных установок для поджига термоядерного синтеза.

          • jno

            угу. и сколько из них можно в самолёт втиснуть? :)

          • u141

            Автомобильных блоков можно впихнуть в двигатель хоть с десяток, а высоковольтных блоков наподобие тех, что стоят в электронно-лучевых трубках — хоть сотню. Правда лазерные блоки питания будут потяжелее, но это только потому, что по весу для них ограничений никогда не предъявлялось. Но в Штатах такие компактные блоки к боевым лазерам уже были созданы в рамках космической программы СОИ для орбитального размещения, ну, т.е. можно утверждать, что проблема решаема.

          • jno

            проблема не решена ни разу!
            и даже толком не сформулирована.
            одноразовые импульсники к орбитальным лазерам — не канают.
            тупо по ресурсу.
            автомобильные — по мощности.
            а кенотроны тут вообще ни при чём :)

          • u141

            Так в том-то и дело, что проблемы нет никакой! :)))
            Сегодня импульсные блоки питания выпускают в широком диапазоне характеристик. Подобрать нужный не составит труда.
            http://www.scitc.ru/index.php?option=com_content&view=category&layout=blog&id=35&Itemid=67&lang=ru
            Полагаю, что такие вот сетевые блоки несложно переделать под аккумуляторный источник, установить на облегчённый радиатор и смонтировать на реактивную турбину. Но сверхбольшая мощность категорически противопоказана аккумуляторам — их нельзя разряжать очень большими токами. Поэтому более логично использование одновременно нескольких маломощных генераторов в синхронной связке. И здесь автомобильным катушкам зажигания вполне бы нашлось применение. О том, что у них мощности для этого будет достаточно можно не сомневаться — некоторые даже пытаются использовать их в «домашних» лазерах:
            http://laserkids.getenjoyment.net/rus_co2tube.html
            А по поводу того, что там причём или «ни при чём» могу сказать, что даже простейший диодный умножитель напряжения тоже вполне можно использовать как импульсный источник, если умело подобрать ему режим воздушного пробоя…

          • jno

            много чего есть.
            ещё больше — «возможно в принципе»…

            Д-30КУ весит примерно 2.5 тонны.
            пусть 10% массы занимает топливная арматура.
            это — то, что мы можем съесть проводами и прочим (без аккумуляторов).
            т.е. 250 кг.

            дальше.

            тяга у него — 10 тонн.
            рабочая температура — 1300К, 12 «искр» (были форсунки).
            ресурс гарантийный — 3000 часов, назначенный — 15000.
            диаметр компрессора — 1 метр, площадь сопла — 0.83 кв.м.

            попробуйте оценить пригодность изделий для замещения керосина электричеством на таком двигле.
            имейте в виду: задерём температуру, скажем, потеряем ресурс и повысим тягу… и так — во всём.

            оцените токи.
            через них — диаметр и массу проводов.

            оцените напряжение.
            от него — размеры и вес изоляторов.

            влезло всё в развесовку?

          • u141

            Начинать разработку идеи сразу же с переделки тяжёлого двигателя нельзя. Эта та крайность, которая может погубить всё дело. Разработку прототипа следует начать с двигателей для лёгкой маломоторной авиации. Причин несколько: первая — аккумуляторы ограничивают номинальную мощность двигателя. Исходя из технических характеристик электрических спорткаров, можно предположить, что пока практически достижим диапазон мощностей 200 — 250 л.с./500 кг батарей. Значит пока с двигателями для магистральных авиалайнеров следует повременить. Во-вторых: использование искрового разогрева плазмы обеспечивает расширение рабочего тела только исключительно за счёт температуры (хотя и много большей, чем 1300K), в то время как в двигателях внутреннего сгорания давление рабочего тела возрастает главным образом за счёт образования газообразных продуктов горения, которые по объёму на несколько порядков превышают объём исходного топлива. Соответственно, переход на искру автоматически оборачивается потерей мощности, полагаю минимум на один порядок. Т.е. где было 10 т тяги — жди не более 1 т. Ресурс потеряем в любом случае — высокотемпературная плазма требует применения ракетных материалов. А вот провода и изоляторы — не проблема. Аккумуляторы размещать придётся непосредственно около двигателей в крыле, а подачу энергии к двигателю осуществлять по низковольтной схеме, используя металлические конструкции самого планера (вместо проводов). Преобразование же в высоковольтный импульс и синхронизацию с вращением турбины нужно производить непосредственно в камере сгорания (разряда). Роль изоляторов должны будут выполнять керамические элементы конструкции двигателя: увы, металлические форсунки, камеру сгорания и пр. сопутствующие элементы придётся заменить на керамику. Это, что касается искрового варианта. Но я не против использования и дугового варианта: электроника — проще, переделок — меньше, но будет ли к.п.д. выше только практика сможет ответить.

          • jno

            Д-30 — нормальный пример для оценок

            если двухтонный двигун даст тонну тяги, то вряд ли Маск получит свой электролёт…

            низковольтные — значит высокоамперные.
            значит — толстые провода.
            использование конструкции — только один провод.
            и то — для постоянного тока (иначе коррозия нехилая бывает почему-то).

            изоляция же потребуется по всей длине провода (для низкого напряжения — не очень толстая).

            КПД, думаю, будет определяться температурой грелки.

          • u141

            Да, температурой. Температура электрической дуги: от 3000 до 15000K. Угольные электроды выдержат не более 3000K. При такой температуре объём (следовательно, и давление) атмосферного воздуха возрастает в десять раз: http://ru.wikipedia.org/wiki/Уравнение_состояния_идеального_газа. Допустим коэффициент сжатия воздуха компрессором двигателя — 3; коэффициент прогрева воздуха дугой — 0,5; диаметр выпускного сопла — 30 см. Упрощённый расчёт даёт тягу: (3 — 1) x 10 x 0.5 x pi(15^2) = 7068 кгс/см^2. Вполне достаточная тяга не только, чтобы преодолеть звуковой барьер, но и чтобы осуществить вертикальный взлёт двухтонного двигателя, тонны аккумуляторов и ещё 4-х тонн полезной нагрузки. Правда такой режим может быть использован только как форсаж, поскольку 3000K термоизоляция долго не выдержит…

            Крейсерский (дозвуковой) режим лучше всего реализовать по вентиляторной (импеллерной) схеме, когда тяга создаётся только компрессором двигателя, который приводится в движение обычным электродвигателем. Здесь, думаю, и пригодилась бы двухконтурная схема двигателя Д-30. Но без модернизации дело не обойдётся: придётся удалить топливную аппаратуру, добавить термозащиту, а возможно, что и перерасчёт нагрузок сделать заново.

            Питание двигателя, конечно же, только по низковольтной схеме от аккумуляторов в крыле по пилону, разделённому электрически на «+» и «-» шины. Никаких проводов/кабелей! Изоляция достаточна в виде защитного лака.

            Есть некоторые нюансы: для поджига дуги потребуется высоковольтный импульсный разряд (в случае неподвижных электродов) и существует вероятность срыва дуги в сверхзвуковой струе воздуха (в случае, когда скорость струи превзойдёт скорость пробоя). Здесь нужен эксперимент! Хоть бы даже и с электрофена начать: чем не двигатель!… :)))

            Но всё же наиболее перспективным был бы прямоточный электрический МГД двигатель. Полагаю, что на нём можно было бы достичь 15-20M и более. С ним и полёты в стратосферу, и вывод спутников на низкую орбиту никаких проблем не составит!

    • электро-маско-лет ))))

  • jno

    Чё-то только сейчас руки до статьи дошли…

    Интересно, а катапультный старт за «вертикальный» сойдёт?
    А с рампы-трамплина?
    А совместить?
    В приницпе, всё отработано на палубных ЛА — и даже довольно тяжёлых.

    Опять же, схему колеоптера никто не отменял.
    И там тоже импеллерный вариант возможен.

    Кроме всего прочего, воздух можно греть и, скажем, электрической дугой — будет вам электрический ТРД.

    Вот с батарейками — да, *опа.
    И передача снаружи — *опа ещё бОльшая (а если оно мимо приёмника попадёт? да и птичек жалко…)

    Подъёмную силу можно («электрически») ещё создать и, скажем, электростатикой…
    Но напряжённость поля будет недецкой — опять биозащита, аварийность…

    • kue

      Как это — с трамплина ? Это пассажирам еще и памперсы одевать придется в полет ? Не все же тут летчики-истребители (

      • jno

        можно прямо в сидушку встроить…

    • Мне вот тоже очень интересно как Маск выкрутиться в этой ситуации.
      Но у него софта и железа для моделирования много, чего нибудь и наковыряет.

      • jno

        чего ему выкручиваться?
        он туда только вкручивается…
        хотелось бы, чтобы получилось.

        • фраза «выкручиваться» была не на пустом месте. у меня в браузер встроен монитор твитера, натравленный на ленту маска.
          Так вот, после первого упоминания журналистами о том что Маск проговорился про гиперлуп, прошло пару месяцев пока он выдал свой инженерно просчитанный концепт.

          теперь новая интрига — электромасколеты ))

          • jno

            ну, но же не коммитился подо что-то конкретное :)

          • а давайте прикинем — про горесть о смерти конкорда не первый раз упоминается, гиперлуп в ключе сверхбыстрого перемещения тоже хорошо выглядит. Можно сказать идет поиск реальных решений.
            Вот почти-ваккум (70Па) в трубах на чужих территориях видно не привлекают.
            Я тут в википедии порылся, так на высоте 70 км такое давление. То есть фигня туда добравшаяся сможет переть на 3ех махах над морем, тоесть ничейнй территорией.
            У меня подозрение что не зря Маск на самолеты ставит.
            Трубы сильно ограничивают рои.

          • jno

            трубы ограничивают дальность.
            но позволяют кое-что обкатать…

          • Мне понравилась его реакция на результат публикации драфта гиперлупа в интернете. Опенсоурс/краудсоурс очень нехило помагают оптимизировать прцесс поиска решения.

          • JayK

            в этом и смысл пиара «а давайте запилим ЕЩЕ что нибьудь электрическое», для подогрева интереса к уже существующим девайсам

          • JayK

            Пиар, а завтра Маск напишет в твиттере про телепортацию, что все кинутся покупать нужные акции?

          • Только на первое апреля.
            А вообще у него есть публичные выступы, где он делится своим видением будущей деятельности. И пока все о чем упоминалось очень хорошо ложиться в канву его трех пунктов — интернет, транспорт, энергетика. Причем без сказок.

    • JayK

      Ну взлетело оно с катапульты, а садиться как, с парашютом?
      Из реальных аппаратов с вертикальным взлетом хотя бы отдаленно похожих на фантазии Маска есть только плод изнасилования чинука кукурузником в штатах, и то он винтовой соотв не сверхзвуковой, и если поменять движки на электрические, то потребное количество аккумуляторов сабж просто не поднимет

      • jno

        Парашют, аэрофинишер — можно порыться

        • JayK

          Телепорт…. Маск это же волшебник, магия….

Хостинг "ИТ-ГРАД"
© ООО "Компьютерра-Онлайн", 1997-2018
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на "Компьютерру" обязательна.
--> --> --> --> --> --> --> --> --> -->