В России впервые проведены лабораторные испытания компонентов авиационной интегрированной электроэнергетической системы на базе единой высокотемпературной сверхпроводниковой (ВТСП) платформы, утверждает Фонд перспективных исследований (ФПИ).
Соответствующая платформа состоит из аккумуляторной батареи, ВТСП-кабеля, ВТСП-токоограничивающего устройства и ВТСП-электродвигателя. Испытания продемонстрировали возможность обеспечить электропитание двигателя исключительно за счет специально разработанной аккумуляторной батареи высокой мощности.
Разработку планируется использовать в составе экспериментальной авиационной гибридной силовой установки (ГСУ), над которой работают в Центральном институте авиационного моторостроения. Тестирование ГСУ в составе летающей лаборатории намечено на 2020-2021 годы.
В августе 2019 года издание Aviation Week сообщило, что в рамках программы Advanced Superconducting Motor Experimental Demonstrator (ASuMED), координируемой немецкой компанией Oswald Elektromotoren при поддержке европейской программы Horizon 2020, создан готовый для испытаний прототип полностью сверхпроводящего авиационного двигателя.
Совместный проект ФПИ и «СуперОкс» по созданию электродвигателя на основе ВТСП начался в декабре 2016 года. В рамках программы предполагается разработка экспериментальных образцов силовых установок мощностью 50 киловатт и 500 киловатт, предназначенных для установки на полностью электрические летательные аппараты.
Комментарии
Вот вам, господа-товарищи, реальный практический выхлоп от участия России в проекте ИТЭР.
Один из, конечно.
Каким боком?
В ИТЕР-е нужны сверхпроводники были, насколько я помню.
В ИТЕР-е нужны сверхпроводники были, насколько я помню.
Нужны, и что? Эти вещи у нас делали до афёры ИТЕРа,
Ну да, а ракеты делали в Китае ещё 2000 лет назад. В космос, правда, полетели маленько позже.
Да, но всё же в ИТЭРе разве применены высокотемпературные сверхпроводники? По-моему там "обычные".
а ты физик?
Лирик, тбм. 15 лет назад (если не раньше) ещё до всяких итеров эти проводники были сделаны, итер уже потом подвернулся.
то есть не физик. и не инженер.
В ИТЕР-е НЕТ ВТСП - там обычные низкотемпературные сверхпроводники. Кстати, некоторые считают, что ИТЕР УЖЕ морально и технически устарел - на ВТСП можно сделать в разы, если не на порядки дешевле и быстрее...
\\ В ИТЕР-е НЕТ ВТСП
А мужики-то и не знают!
\\ Кстати, некоторые считают
Кстати, другие некоторые знают про ИТЭР гораздо больше тебя, дорогой.
Российская сторона поставляла сверхпроводящие обмотки для ИТЭР. Производство лучших в мире ВТСП в России, фактически, поставлено на промышленные рельсы.
Разве для самолётов от 3-4 т нагрузки на СПГ с электротрансмиссией с накоплением. Можно иметь высокую тяговооружённость на взлёте и хорошие крейсерские х-ки. Скажем пара трубин на валы с отбром мощности на ещё 2-20 электродвигателей позволяющих вертикальный взлёт осуществлять при дальности полёта несколько тысяч км.
В остальных смысла нет.
тупиковый проэкт и очевидный попил
кпд простого электродвижка и так за 90процентов,смысл городить сверхпроводимость
КПД вы в каких условиях считаете? На земле? А если учесть ВЕС? Точнее массу?
Если двигатель с КПД в 93% и мощностью в 500 кВт весит за 3 тонны?
Что тогда?
Самый главный вопрос в статье не освещен - как решили вопрос с охлаждением до криогенных температур? И не являются ли затраты на охлаждение значительно большими, чем выигрыш от сверхпроводимости (и не только затраты, но и увеличение веса, уменьшение надежности и т.д.)??
Ещё в советские времена пробовали на электростанциях генераторы ставить со сверхпроводящий обмотками..
Уже тогда прирост КПД с избытком компенсировал расходы на поддержку соотв температур. Притом, рост кпд, упрощение конструкции и снижение веса генератора достигались не только за счёт обычного снижения омических потерь, но и благодаря иному прохождению магнитных полей( через материалы в состоянии сверхпроводимости ).
Сейчас - пусть речь об авиадвигателях, но с тех пор много времени прошло, появились совершенно иные материалы и возможности... и температуру уже едва ли требуется поддерживать на уровне абсолютного нуля.
Но тут вопрос, скорее, в аккумуляторах, плотность энергии в которых ощутимо ниже чем в обычном топливе.
На электростанциях лишний вес не так критичен. Как и опасность выхода из строя при потере охлаждения (в том числе в результате попадания снаряда - если самолет военный ).
Если в двигатель попадет снаряд, то все равно, есть там сверхпроводимость или нет.
Может так оказаться, что, при попадании снаряда, у «классических» двигателей проблем будет не меньше( а то и больше ) уже даже потому, что подачу э/э на агрегат можно просто прекратить, а топливо из системы подачи никуда не денется.. находясь вблизи открытого огня и раскалённых частей двигателя.
Там ещё неизвестно, насколько в весе прибавляется, поскольку плотность мощности в двигателях со сверхпроводимостью может быть крайне серьезной( ввиду плотности магнитного потока, практически недостижимой не_сверпроводящими обмотками ), да и некоторые элементы конструкции могут стать ненужными ввиду того, что сверхпроводящие материалы «выталкивают» магнитный поток.
откуда информация?
КПД генераторов ТЭС выше 98% (например, для ТВВ-320-2 КПД = 98,7%), поэтому там особого смысла делать сверхпроводящие обмотки нет.
Модернизация генераторов идет в другом направлении:
Мощные генераторы при СССР охлаждались водородом, при всех его проблемах наличия на предприятии.
Поэтому постепенно разрабатываются все более мощные генераторы с воздушным охлаждением, чтобы сделать производство электроэнергии более безопасным.
В статье написано "высокотемпературной". То есть рабочая температура намного выше абсолютного нуля.
Там же вроде четко написано. Высокотемпературный сверхпроводник
Высокотемпературная сверхпроводимость - это хоть и не абсолютный ноль, но обычно не намного выше 30-77 К (а 77 К это ( −196 °C))) Т.е. все равно для охлаждения нужен жидкий азот.
Тут не буду спорить. Хоть когда-то курсовую писал по сверхпроводникам, мало в памяти осталось... будем считать, что стороны разошлись со своими мнениями.
Пысы. Хотя, вспоминаю, фуллерен с ферро-магниевой нутрянкой, в теории, давал t около -3-4 градусов. Могу ошибаться, давно было.
Работал с жидким азотом и жидким гелием в студенческие времена.
Жидкий азот: наливаем в пенопластовое ведро, окунаем разные предметы, льем на руки, пьем с пивом, излишки - на пол.
Жидкий гелий: двойной дьюар со слоем из жидкого азота, переливание через хитрую систему трубочек, испарившийся гелий уходит в систему рециркуляции гелия. Однажды по неосторожности окунули в гелий кусок меди, охлажденный чуть ниже азотных температур. Гелий вскипел, мощности дренажной трубки не хватило, установка натурально взорвалась.
В общем, жидкий азот - это существенно дешевле и проще, чем жидкий гелий.
Если вас еще до конца не разморозили, вам сюда
И это далеко не предельные характеристики для электродвигателя, на постоянных магнитах будет еще лучше
"К сожалению заявленные 773 л.с. это всего лишь пиковое кратковременное значение максимальной мощности автомобиля. На практике наблюдается более низкая мощность, но об этом мы поговорим позже"
никто не читает до конца =)))
И да, +50 литров топлива и + тонна на батарейки резко меняют показатели. Так?
Нет.
В статье про сверхпроводящий моторчик для самолёта речь идёт о ГИБРИДЕ. Хранить столько энергии в батарейках пока нереально. Абсолютно.
Посчитайте всю необходимую обвязку для сверхпроводников, а их, внезапно, всё равно нужно охлаждать, как минимум жидким азотом, уменьшение надёжности и вся эта бурда станет не такой захватывающей по сравнению с обычным электродвигателем, который, кстати, при экстремальном охлаждении жидким азотом выдаст экстремальные параметры!
Как это нет. Вы ересь написали. Я вам указал, что в случае если учитывать топливо, то показатели вашей теслы говно =)))
И да, кроме батаеек есть и другие источники энергии, а на высоте 10 км обычно -40 у набегающего потока. И речь идет о том, на сколько нужно охлаждать, и справится ли "холодильник". И сможет ли охладить двигатель еще на 60-80 градусов? Уже -100\120 получается...
И что сложного в холодильнике?
"кстати, при экстремальном охлаждении жидким азотом выдаст экстремальные параметры!"
А тут ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ сверхпроводник... жидкий азот в таких кол-вах может и не нужен воовсе.
На этом разговор закончен. Иди читай букварь... ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ сверхпроводник...
)))
"В России впервые проведены лабораторные испытания компонентов авиационной интегрированной электроэнергетической системы на базе единой высокотемпературной сверхпроводниковой (ВТСП) платформы"
т.е. вы читать просто не умете?
Высокая температура для сверхпроводников это не тоже самое что и высокая температура для обывателя. Да и у жидкого азота - не такая уж и низкая температура... ну, всё как-бы относительно, и познаётся в сравнении, и т.д.
Ну да. За бортом уже -40. Тепловой нанос давно известен. Набегающий поток даст соответствующую мощность... Жидкий азот это -200 градусов.
Если добить до -120 градусов сверхпроводимость, то есть шанс вообще обойтись без азота.
Вы погуглите до каких температур нужно охлаждать высокотемпературные сверхпроводники.
Да. Критическая температура год от года растет. и уже выше жидкого азота.
Видите ли уважаемый окромя температуры фазового перехода, есть екще одна важная характеристика для СП - критическая напряженнность магнитного поля - и это весьма важная характеристика поелику для малых габаритов электродвигателя нужно уыеличивать как раз магнитное поле... Посему заявление о том что растет температура - жто о нио чем... Да и исчо нюанес... Я смотрю вы так лихо тут рассказываете о тепловых насосах - ну да имеется такие - кондиционеры понижают температуру в помещении на 10 градусов , при этом холодильный коэффициент что -то около 4, при теоретическом около 30 , только вот с помощью них вам никтоим образом жидкий азот не получить (даже в теории холодильный коэффициент по циклу карно холодильный коэффициент будет 220/(220-80)=1.6 на практике наверное упадет до 0.5 - то есть чтбы выкачать 1 квт тепла надо будет затратить 2 квт электроэнергии)
... а если Z80 охлаждать жидким азотом, то и он сможешь выдать экстремальные параметры( правда, только для Z80... и без охлаждения ), хотя ни в какое сравнение с нынешними пробами даже со слабым охлаждением оно, кнчн, не годится.
Речь о принципиально разных вещах. Сверхпроводящие электромагниты позволяют развивать воистину монструозную плотность магнитного потока, практически недостижимую обычными электромагнитами( хоть заохлаждайся - получится именно мощный кипятильник для жидкого азота против просто поддержки низкой температуры посредством компенсации попадания незначительной теплоты извне ввиду несовершенства тепловой изоляции ), что позволяет очень серьезно уменьшить их габариты, тем более, что сверхпроводник «выталкивают» линии магнитного поля, что, даже в случае со сверхпроводящими электрогенераторами, позволило почти полностью отказаться от электротехнической стали между обмотками.
Крч., получается не почти то же самое, только чуть лучше / хуже - получается именно нечто иное, со своими плюсами и минусами и с огромным потенциалом развития.
Всерьёз заикаться про «снижение надёжности» в сравнении с «классическим» авиадвигателем, в котором огромное множество движущихся деталей, тяжелейшие условия работы отдельных их секций, крайне серьёзные требования к надежности и живучести компонентов, чтобы всё поделие не развалилось при первом же запуске итд итп - это уже что-то с чем-то. Ну а обычные электродвигатели при больших мощностях, скорее всего, окажутся слишком тяжелыми / громоздкими / малоэффективными.
п.с: охлаждение жидким азотом - всё-таки, не охлаждение жидким гелием...
Речь идет не о сравнении с обычными авиадвигателями, а с гибридной электроустановкой на базе классических электродвигателей. Это будущее. Водород на борту в качестве топлива. Газовая турбина-генератор-буферный накопитель-приводные электродвигатели
Хорош гнать пургу. Современные электродвигатели надежны до безобразия, а ресурс определяется в основном износом подшипников и смазкой. Смазка закладывается на весь ресурс - 20000 часов. Изоляция обмоток, если выбрана правильно по классу теплостойкости тоже расчитана на 20000 часов минимум (ГОСТ). Вентиляционные асинхронники работаю на улице ДЕСЯТИЛЕТИЯМИ непрерывно!!! Синхронные с постоянными магнитами конструктивно полностью аналогичным асинхронникам (обмотка) только параметры немного лучше. С габаритами при серьезном жидкостном охлаждении у обычных моторов всё будет в порядке
Неспроста илонка маск заикается о ресурсе Тесл в 1.500.000 км. Там нечему изнашиваться по сути. Регламентые работы по ходовой и всё. Подшипники тоже легко меняются при капремонте.
А вот что будет со сверхпроводящей шнягой при легком перегреве представить легко. Надежность этого агрегата на порядок хуже навскидку
Давай-ка определимся: ты, в разговоре о замене «классических» авиадвигателей электрическими всерьёз рассказываешь какие-то сказки про обычные электродвигатели ? Как у них с плотностью мощности в сравнении с «обычными» ? Как у них в плане перспектив увеличения этих самых мощностей( т.ч и удельной ) на фоне роста габаритов и веса ?
Я и не спорю, что обычные асинхронники - штука весьма надежная, НО у них очень серьёзные ограничения в плане увеличения удельной мощности. Это то, что можно «поставить» сегодня, но это не то, что будет применяться завтра, тем более, что сейчас даже мощные автомобильные электродвигатели нередко идут с очень серьезными системами охлаждения, поскольку даже нынешние их показатели( смешные, на фоне двигателей на сверхпроводниках ) они тянут откровенно с трудом и мощным охлаждением.
К примеру, у «сверхпроводящих» двигателей, в основном потребуется отводить лишь тепло, попадающее в них извне ввиду несовершенства теплоизоляции, а не от того, что обмотки греются аки хорошая печка. Боле того, рост удельной мощности будет ограничен не охлаждением, а лишь материалом обмоток( и теми токами, которые они выдерживают до потери сверхпроводимости ).
Чувствуете принципиальную разницу даже в плане необходимости отвода тепла и улучшения показателей удельной мощности ?
п.с: насчёт некоторых нюансов работы сверхпроводящих обмоток не в курсе, но, как вы думаете, будет ли так серьезно упираться рост их в т.ч общей и удельной мощности в напряжение питания, как в случае с «обычными» электродвигателями ? ( или к слову о том, что, чем массивней обмотки - тем больше их омическое сопротивление - тем бОльшее напряжение требуется подавать для достижения нужных токов... ну а чем больше токи - тем сильнее тепловыделение, что ограничивает их «массивность» и «плотность» необходимостью все более серьезных и сложных систем охлаждения )
Блаблабла... Я привёл удельные параметры электродвигателя Тесла 8.5кВт/кг, хорошие, но далеко не предельные. Маск ограничен себестоимостью массового электродвигателя для бибики. У авиационных компонентов ценник может быть на порядок больше и технологии и материалы применяться совсем другие, топовые.
Навскидку:
- авиационный электродвигатель будет высокоскоростным тысяч на 50 оборотов, это сильно влияет на удельные характеристики
- топовые магнитные материалы, сталь и магниты
- жидкостное распылительное охлаждение и непросредственное жидкостное охлаждение обмоток
- в конце концов их просто будут ставить большее количество, десятки, что только повысит надежность (выход из строя одного не приведёт к аварии)
Кроме того теоретические работы в области двигателестроения ещё далеко не все идеи выработали. Поинтересуйтесь на досуге мотором LinearLabs ;)
Работы по сверхпроводящим моторам для самолетов пиндосы начинали ещё в 90-х. Не срослось
И, да, у них были опытные образцы мегаваттного класса на высокотемпературных сверхпроводниках, но Россия в 2020 году всё сделала ВПЕРВЫЕ... в очередной раз )))
Да только опять забыли уточнить , что у маскав свои километры, и свои киловатты....Обычно когда речь идет о элетродвигателе, то еще уточнняют редим работы, и номинал обычно приводится для режима постонной работы, и приводятся перегрузочные характерстики - сколько времени при какой перегрузке работает эдектродвигатель... Велики инноватор, зная контингент своих адептов - бараны закночившие МБА и долинские кодеры, решил отбросить сложившуюся практику, и указывает максимальную мощность двигателя, совершенно без учета, сколько в таком режиме сможет двигатель, проработать... А обычно нужно немного секунд 30-40, сто бы на скорости 120 км/ч выехать на левую полосу и обогнать фуру при уклоне 4-5%... только я вот сомневаюсь что в Режиме S1 двигатель Великого иноватора способен развить заявляемую мощность, по елику чюдес в жызни не бывает, и никакого прогресса в электротезнических сталях лет 40 уже нету - как бы инноватор не надувал щеки, вся фишка там исключительно в водянном охлаждении, и посему по хорошеиу при удельных расчетах надобно бы еще к весу двигатенля прибавить вес системы охлаждения
Я последнее время редко на АШ бываю ввиду серьёзной занятости и ранее считал тебя вполне серьезным и квалифицированным товарищем, но...
То ли на АШ я бываю настолько редко, что теперь на многое могу посмотреть свежим взглядом, то ли - с тобой что-то случилось, но.. это уже реально какая-то болезнь мозга, когда люди в упор отказываются замечать принципиально разные явления, неся какую-то чушь и всерьёз приводя в качестве нереально весомого аргумента непомерно распиаренное барахло, в котором фактически нет ничего нового( мне и физике без разницы, просто ли это асинхронник или от богоподобной именно теслы)
Ты понимаешь, что тебе говорят про обмотки с потенциалом увеличения удельной мощности кратно, если не на порядки и которые, притом, не греютсяи этой проблемы у них в принципе нет ? Которые позволяют пропускать через себя монструозные токи и получать крайне мощные магнитные поля ? Которые уже сейчас достаточно охлаждать всего лишь жидким азотом, а не гелием, притом, отводя лишь тепло, поступающее извне ? И это на фоне постепенного роста температур сверхпроводимости, развития самих технологий их производства и формования, улучшения их показателей по температуре, прочности, теплопроводности и устойчивости к магнитным полям. И завтра они, в худшем случае, будут такими же как сегодня, но, скорее всего, лучше.
Работы по сверхпроводящим двигателям и генераторам шли во многих странах и в разное время. В СССР, к примеру, активно проводились работы по сверхпроводящих генераторам для электростанций.. самое сложное было с ротором, вал у которого постоянно и сильно грелся извне и.. даже с учётом этого, издержки на охлаждение оказались меньше роста КПД и упрощения общей конструкции генератора.
Авиадвигатели... электрические.. мегаваттные.. в 90-е годы... отказались ? Да ладно !?) -Надо полагать, дело было исключительно в двигателях или во многом, в т.ч генераторах/аккумуляторах/итп ?) А потом - окажется, что подобного рода двигатели тестировали именно сверхпроводящими потому, что «обычные» электрические были бы невозможными даже в теории.. по крайней мере, хотя бы умеренно-приличных габаритов и веса.. а то и окажется, что, при таких мощностях, сверхпроводящие двигатели уже будут компактней, легче и надежней «обычных» электрических, ведь без монструозного охлаждения работать они не смогут и тепловыделение у них будет именно фундаментальным( омическим ), тогда как у сверхпроводящих - нет.
п.с: на будущее, касательно электромагнитов. При прочих равных, для повышения удельной мощности двигателя, надо повышать интенсивность магнитных полей, чем больше ток, протекающий по обмотке - тем сильнее магнитное поле, омическое тепловыделение растёт пропорционально квадрату силы тока. Т.е на малых мощностях ещё куда ни шло, но рост удельной мощности крайне ограничен, на больших мощностях - даже потеря в виде тепловыделения 10% от «мегаватта» мощности - это уже сотня киловатт, которые надо активно отводить и это фундаментальная/нерешаемая проблема для не_сверхпроводящих двигателей.
п.с: уж чем-чем, а себестоимостью компонентов маск никак не ограничен. Это могло бы быть аргументом, будь авто в разы дешевле или генерирую контора прибыль по итогам года, но, нет - тачки и дорогие и контора в плюс всё не выходит( притом, если ранее она была чуть ли не единственной и перспективы на это были, то сейчас почти все кому не лень присматриваются к соотв рынкам и перспективы день ото дня уже лучше не становятся )
Очень многа букав. Реально очень много )
1. Моторчик Тесла обыкновенный и ни о какой богоподобности речи не было, но параметры у него очень высокие. Себестоимостью компонентов Маск ограничен, как и все нацеленные на ширпотреб. Асинхронник он применил тоже не от хорошей жизни. Кобальтовые сплавы намного лучше обычных электротехнических сталей, но на порядки дороже. И тп
2. Тема сверхпроводяшей шняги в авиации реально была в конце 90-х начале 2000-х и очень быстро заглохла (все сайты сдохли уже). Я думаю основная причина в сложности обслуживания этой дребедени, необходимой инфраструктуры нет от слова совсем, и в ближайшее время не будет, потому что дорого и пока никому не надо.
Все эти "горячие" сверхпроводники охлаждаются пока жидким водородом
Наукообразная вещь в себе.
Тема сверхпроводников в авиации конечно будет развиваться, но это перспектива намного более отдаленная, чем региональные самолеты на обычных электродвигателях.
PS Кстати статья про русский моторчик на сверхпроводниках на английской мове похоже здесь, ничего выдающегося и супернового
начнём с того что асинхронник 500квт имеет кпд 96 и вес 2тонны
и хватит его лет на 50
Та же мысль посетила.
И точно, зачем было городить первую АЭС. Её рентабельность была под вопросом. А скорее вся отрасль была убыточна много лет.
Как говорят англоязычные, irrelevant. АЭС это принципиально новый источник энергии, что принципиально нового даст такой двигатель?
Ниже пишут, что вес. Допустим, но это вес двигателя, а батарея? Что-то я не слышал об аккумуляторах с плотностью энергии, превышающей оную авиатоплива.
В принципе суперконденсатор решит вопрос с весом, т.е. энергоустановка может стать чуть легче. Но тогда удельный объем её станет слишком велик. А увеличить объемную плотность суперкондера = сделать нехилую бомбу.
Не, не взлетит.
Страницы