【簡介:】直升機的螺旋槳是靠變漿距完成各種方向的飛行,變漿距就是槳葉可以以軸線為圓心變換角度,槳葉是可以在圓周各個方向變化角度,槳葉在飛行方向改變角度而改變升力實現(xiàn)飛行方向變換
直升機的螺旋槳是靠變漿距完成各種方向的飛行,變漿距就是槳葉可以以軸線為圓心變換角度,槳葉是可以在圓周各個方向變化角度,槳葉在飛行方向改變角度而改變升力實現(xiàn)飛行方向變換。
有電動汽車,為什么沒電力驅(qū)動的飛機?現(xiàn)在科技設(shè)計制造很難嗎?
地上跑的容易造,天上飛的不好搞!飛機與汽車原理完全不同,汽車只要輪子轉(zhuǎn)動就能跑,隨便一個發(fā)動機都可以驅(qū)動。而飛機不一樣,飛在天空需要更大的驅(qū)動功率。發(fā)動機功率大、持續(xù)工作時間長、穩(wěn)定性要好,這就是電動機/動力電池不能用在飛機上的主要原因。當然,一些打藥、航拍的微型飛機除外,這些小飛機更適合用電力驅(qū)動。
理論上飛機完全可以采用電力驅(qū)動,但是實際應(yīng)用會有一定的難度??梢猿掷m(xù)大功率工作的電動機容易解決,但是如何解決體積與重量是一個難點。我們看一下航空用的渦輪軸發(fā)動機參數(shù):
20世紀90年代的發(fā)動機功率已經(jīng)達到1566kw、而重量只有241kg。小羚羊直升機發(fā)動機功率小一些只有441kw,但是自重也沒有超過160kg。電動機功率如果達到400kw,那么重量就要用噸去計算了!光一個電動機就讓飛機增加上噸的自重,可以說是一件恐怖的事情!只能想想而已,沒有實用價值。
即便是只能乘坐1~3人的小型直升飛機,也難以用電力驅(qū)動。
這種小的直升飛機采用活塞式發(fā)動機,
發(fā)動機馬力在190匹左右,理論上可以用電機來替代。但是該機自重僅500kg左右,起重力在1000kg左右。如果用電機代替發(fā)動機,那么電機自重會有效降低飛機起重能力,得不償失。
這些還沒有考慮動力電池帶來的問題。電池容量決定電機功率大小,也決定了飛機的續(xù)航能力。比起電機,電池能量密度更是一個棘手的問題。目前動力電池組能量密度在150wh/kg左右,一組容量為100kwh的電池組自重達到666kg。
然而100kwh的電池組只能供100kw的電機工作1-2個小時。而上圖中的小型直升飛機加注240升燃油后可以持續(xù)飛行5-6個小時,100kwh的電池組根本不夠用,假如電池組容量翻一倍,那么光電池的重量就已經(jīng)超過一噸了!這個小飛機做成以后恐怕空載都飛不起來,自重已經(jīng)超過起重能力了!
對比之下汽車的驅(qū)動功率要小很多,而且汽車對電機功率要求并不高,汽車只有起步時客服各種外力需要大功率、當汽車速度提上來以后其驅(qū)動功率會大大降低。因此電動汽車不需要配備額定功率過大的電機,配額定功率一半的電機就可以!因為電機在短時間內(nèi)可以超載使用,最高可以超一倍!
例如某電機額定功率
65kw,但是短時間內(nèi)超載使用時最大功率可以達到120kw。因為汽車加速就是幾秒鐘的事情,速度提升后維持巡航功率非常低,20kw的功率就足夠了!
因此汽車上鋰電容量并不是特別大,就是因為汽車不需要持續(xù)的高功率運轉(zhuǎn)。而飛機不一樣,飛在天空上始終需要高功率、所以只有一些小一點的飛機用電力驅(qū)動,其他飛機則沒有辦法采用電力驅(qū)動。