Его планируют использовать в коммерческих авиалайнерах. Он весит всего 57,4 кг
Исследователи Массачусетского технологического института заявили о достижении прорыва в конструкции электродвигателя, который может проложить путь к электрификации более крупных самолетов.
Авиационная промышленность работала над сокращением выбросов углерода за счет перехода на электрические самолеты, но ограничения по массе создали проблемы при разработке электродвигателей с удельной мощностью, сравнимой с реактивными двигателями. Новый двигатель кажется значительным шагом в направлении реализации этой цели.
Новая компактная и легкая конструкция, представленная исследователями Массачусетского технологического института, оснащена двигателем, способным генерировать мощность в 1 мегаватт. Это достижение делает вполне реальной электрификацию коммерческих авиалайнеров.
Конструкция двигателя включает ротор круглого барабана с постоянными магнитами и статор с витыми медными проводами. В конструкции используется новый теплообменник с воздушным охлаждением, изготовленный из алюминиевого сплава, который находится внутри статора. Цилиндрическая структура представляет собой соты из небольших воздушных каналов, сложная геометрия которых требует 3D-печати. Но конструкция позволяет команде достичь эффективности охлаждения, близкой к тому, что можно получить с жидкостной системой, сохраняя при этом необходимую структурную целостность.
Исследователи протестировали основные компоненты и продемонстрировали в моделировании, что двигатель будет достигать ожидаемых уровней мощности. При массе 57,4 кг двигатель имеет удельную мощность 17 киловатт на килограмм, что превышает порог, установленный NASA для больших электрических самолетов.
В правом нижнем углу показано, насколько маленьким является двигатель
Эксперты считают, что прорыв в удельной мощности, достигнутый Массачусетским технологическим институтом, позволит создавать самолеты нетрадиционной конфигурации.
Комментарии
Где фото крошки?
Вопрос не ко мне. Оригинал статьи прилагается...
Ясно, "команда еще не собрала опытный образец". "Дайте грошей" намекает один из участниов проекта Золтан Шпаковзкий.
Я как тупой, "совкового образца" инженер-минус-механик спрошу - "А шо с теплоотводом этого чудесатого нанодевайса при такой-то моЩЩе?!"
Я, по происхождению (специальности), "Аппараты дистанционного действия" aka "Газодинамические импульсные устройства" (снаряды), которые применяют "Импульсные тепловые машины" (артиллерийские орудия). Ну так вот, большие массы этих машин и ограничения по скорости их работы связаны, прежде всего, с тепловыми нагрузками. И тут важны не только абсолютные температуры, но и их градиент по конструкции изделия в целом - его (изделие) от перепадов может порвать как Тузик грелку. Не получится ли шо сам нанодевайс чудо как хорош, но вот система его охлаждения превратит "литак в сборе" в паровоз? Ведь литаки находятся в полёте многие часы. Такшта буде оно летать, но нЫзЭнько-нЫзЭнько:
при прокачке порядка 10 кубов воздуха в секунду температура будет порядка 500 градусов или даже выше.
ПС. Ваши машины работают слишком недолго, что позволяет им работать, накапливая тепло в массе своей конструкции, а потом не спеша сбрасывать его в пространство.
Возможно что и так. Спорить не буду, не считал никогда. Самый траббл, имхо, на режимах рулёжки и взлёта-посадки, набора/сброса скорости будет, имхо. Там такая теплонапряжённость, что за считанные десятки секунд конструкция в куски разлететься может, имхо.
Ага. Для Мегаватта! КПД - 70%, 300 Киловатт - воздухом охлаждать? Не выйдет!
Градирню надо - на испарении воды - посчитай сам, сколь в секунду надо кипятить!
Ну не будьте статистом просто скажите, какая мощность выстрела из 152мм гаубицы.
Чтобы люди на АШ поняли.
У моторов с такой мощностью кпд порядка 98-99% обычно. Поэтому вывести из него 20-30 квт тепла надо.
Чивоо?! Кому льёшь! Там при таких токах только обмотки полста киловатт греться будут, а якорь - вихревые токи статора и ротора? - ну не пой ты мне, не надоть!
Но уже не 300кВт а всего 50 кВт стало. Я мог погорячиться про 20-30 кВт. Посмотрите кпд синхронных машин класса 1000 кВт там никак не 70%, а >95% и выше. Тут в конструкции ротор без железа в смысле магнитопровода - там сборка из магнитов.Ротор снаружи + к моменту и мощности соответсвенно.
В оригинальной статье абзац
One of the most critical elements is the way the team dealt with thermal management. Producing 1 MW of power generates roughly 50 kilowatts of heat, says Spakovszky. “Think of a car engine revving at full power and turning all the work into heat,” he says. “Or consider 500 incandescent 100-watt lightbulbs burning inside the space equivalent to a small beer keg.”
(Одним из наиболее важных элементов является то, как команда справилась с управлением температурным режимом. По словам Спаковски, при производстве 1 МВт электроэнергии выделяется около 50 киловатт тепла. «Представьте автомобильный двигатель, работающий на полную мощность и превращающий всю работу в тепло», — говорит он. «Или представьте, что 500 лампочек накаливания мощностью 100 Вт, горящих внутри, эквивалентны небольшому пивному бочонку».)
Натурного образца у них нет. На лиТцо развод лошья про компУтерное моделирование и сумашедшей прибыльности инвестиции. Да и если бы они умели в такие скорости, то создали бы центрифуги для обогащения урана получше наших. Стесняются?
Не вижу проблем создать натурный образец, тем более для МИТ.
Магнитов не завезли? Токарные станки кончились? 3Д принтер сломался?
Хотя бы в масштабе 1 к 3 могли бы сделать.
Я видел алюминиевые турбинки, это те, куда расплав габбро льется для производства минплит. Вот там теплонапряжения - я вас умоляю. Просто эти алюминиевые турбинки дырявые и крутятся с большой скоростью, поэтому они и не расплавляются.
ИМХО тупо развод на бабки. Для такой серьезной конторы сделать образец на опытном производстве не проблема.
Если посмотреть в научные статьи откуда потом пошла тема с хайповыми заголовками
https://dspace.mit.edu/bitstream/handle/1721.1/150872/2023_AIAA_Paper_1MW_HEX%5b6%5d.pdf?sequence=2&isAllowed=y
https://dspace.mit.edu/bitstream/handle/1721.1/150871/2023_AIAA_Paper_1MW_PE%5b99%5d.pdf?sequence=2&isAllowed=y
то тесты определенных узлов делались и макеты тоже. Правда мотор 57 кг а система охлаждения 570 кг но это мелочи главное маленький мотор. Вообще научная и инженерная работа не более пока.
Картинка из первого файла если не откроется. Мотор ко всей системе малая часть.
"Или 500 раскалённых 100-ваттных лампочек, горящих в объёме, эквивалентном небольшому бочонку пива"
Так вернее :)
Вообще товарищ Шпаковски делал ударение на хитрой сотовой конструкции охлаждения из алюминиевых сплавов, загадочная геометрия которой требует 3D-печати, зато по эффективности приближается к жидкостному охлаждению. Плюс не менее магические пассажи про сверхвысокочастотные магниты.
Сдаётся, что на высотах 10 км со скоростным потоком воздуха -70 градусов что-то такое может и будет охлаждать. Но в тексте куда больше лозунгов, чем сути. "They have a great team and are taking a good multidisciplinary approach. That’s the only way to do this"...
Я указывал в обсуждении, шо в этом смысле, самые опасные режимы это взлëт-посадка, набор/сброс скорости и рулëжка. И, да, на высотах 10-12 км, няп, -50С.
На днях летел на тех высотах - объявляли, что минус семст за бортом. Может, пугали :)
ничего там загадочного - гофра намотанная в рулон.
Ну вотЪ! ПришОль инженер и обосрал всю загадОшную малину криЭйтЭров!
Угу. И никакой те научно-популярной романтики...
Из-за маленького объёма двигателя прокачивать воздух нужно под давлением, а при сжатии он дополнительно нагревается, то есть либо нужен дополнительный холодильник, либо увеличивать объёмы прокачиваемого воздуха. Прокачать 2 куба воздуха в секунду через такое сечение с развитой поверхностью нужно, примерно, 100 кВт.
И учитывайте, что постоянные магниты очень не любят повышенной температуры и вибрации, они очень хрупки.
Ну как какая "мощность выстрела из 152мм гаубицы" - прикинуть несложно.
Начальная скорость снаряда, 810 м/с
По формуле кинетической энергии получаем: 14280017 Дж
КПД "импульсной тепловой машины" составляет 20-30%, поэтому, имхо, общая мощность составит 47600055 -71400083 Джоулей, т.е. 47,6-71,4 МДж
Переведём теперь джоули в ватты приняв допущение что длительность выстрела составляет 1 секунду (не помню уже, "на глазок", скорее, даже быстрее): 47,6-71,4 МВт
Но, обращаю внимание, шо "качающаяся часть" примерно 2,5 тонны весит, и шмаляет "на максималках" гаубица минут 5, а потом снижает свою упоротость согласно таблиц "Режима огня". Да и никто не мешает "лишним" пороховым газам истекать в атмосферу...
Там 20-30 кВт отвести от обмотки - попытались вместо жидкостного охлаждения поставить эффективное воздушное. Типа инновация - но в данном случае надо брать всю техническую систему на круг - мотор + система охлаждения. А то они заявили всего 57 кг мотор. Это как пытаться выдавить параметры одного узла в отрыве от других компонентов.
Я именно на это тонко и намекал. Паровозом в стиле симпанкЪ.
не, самый трабл - в батарейках, однако
Это мелочи! Электричество - в розетке! Я отпеЙсался поблизости - ядрЁный реактор возить будут, батарейки особо и не нужны будут.
А такто, стартапчик рассчитан на каких-то эльфов.
Именно! Что-то все ударились теплоотвод обсуждать, как будто вопрос источника энергии, способного выдать несколько мегаватт*часов электроэнергии уже решен.
Помнится, почти создали самолет с атомным реактором, но что-то не интересно получилось, несмотря на всю мотивацию.
Да всё так чОтко получилось! Всю малину обгадили кожанные бурдюки с костями - биозащиты им подавай! А другие распсиховались на тему радиоактивного заражения местности при крушении. Жалкие сЦыкливые трусы! В самом деле, ну что такого может произойти?!
Вот!
Поэтому первый вопрос - источник с такой удельной энергией. Пока керосин среди гражданских применений незаменим. Придумают что-то годное - тогда и о моторчиках можно будет подумать.
Солнечные панели же! Будут возить за собой простынку из нанометрового полупроводникового пластика требуемой площади.
А ещё можно использовать набегающий поток воздуха для ветрогенерации.
Ога! А ночью и в дождь - от ветряков и тепловых насосов заряжаться будут!
так летаки же воздухо обдувает - охлаждение.
на это могу сказать , есть така торпеда ихтеозавр там двигун 650квт
https://topwar.ru/184354-ihtiozavr-dlja-podvodnyh-hischnikov-perspektivnaja-torpeda-ujet-1.html
И жизни тому двигуну - 200 секунд, потому и реально охлаждаться успевает.
А здесь - один мегаватт десятки тысяч секунд - из рения и вольфрама делать? А магниты? Якорь из чего?!
дядя ты читать умеешь ?
дальность 50мил скорость 50узлов
какие секунды ?
кстати с охлаждением там швах
Там охладитель - весь Мировой океан!
Просто тепло ннадо на внешний контур выводить, всего и делов. А лучше воды теплоотвод придумать сложно.
так он жеж в воде находится
Скорее всего там просто оборотов под сотню тысяч...
Тады редуктор придется вешать. А он на таких мощностях как десяток моторчиков будет весить.
На столь безумных оборотах ничего из механики работать не будет.
Газотурбинная установка или ещё какая схема БЕЗ механического сцепления.
Да пока уровень безумия непонятен.
Эти вскрики про очередной прорыв довольно регулярно происходят, но весь пар, как правило, в свисток уходит. Оно и понятно почему. Тонкое место не здесь.
А почему ни кого не интересует вопрос размера кулюматора для сего двигателя?)))
Или как обычно - "электричество из розетки"?)))
Делов-то? Ядрёный реактор на быстрых нейтронах на борт возьмут! Там всего 3-5 тонн свинца на биозащиту пойдёт, ящетаю! Заодно по ходу пассажирских рейсов оружейный плутоний нарабатывать будут! Кругом профит и лЯпота с экологией вперемешку!
Можно радиаторы поставить, как на звездолете.
Заодно их плоскости в виде крыльев использовать.
Если плоскостей будет много (как у процессорного кулера) - продувать должно хорошо.
Ну что ты сразу с козырей-то? Что-бы не уточнить про вал который выдержит передачу такой мощности...
снова полетели на ЛУНУ ?
вот и чертежи утраченные ранее нашли ...
Какие фото? Сказано же продемонстрировали в моделировании.
Да даже если будет фото, все равно без сверхпроводящих проводников на таком объеме, ловить нефиг. А работа в импульсном режиме не считается. В общем, тема для тех кто не в теме. Кто разбирается, только посмеется над очередным разводом "инвесторов".
Вот ФУ таким быть! Такой стартапчик обгадили!
Как дальше жЫдь?!
Интересно. Без учёта КПД и косинуса фи этот двигатель при рабочем напряжении 1000 В должен потреблять ток 1000 ампер. С учётом этих факторов ещё больше. Можно напряжение поднять, тогда увеличенная толщина изоляции ухудшит условия охлаждения. Если двигатель развивает мощность 5 сек., кое-как поверю. Для часового режима - нет.
Страницы