Двигатель для летающей машины

13 новейших летающих автомобилей, которые скоро заменят Tesla в гаражах богачей

Летающие автомобили являются одним из самых крутых продуктов научной фантастики, и сегодня люди ближе чем когда-либо прежде к воплощению этой идеи в реальность. На данный момент разработчики многих компаний как крупных автопроизводителей, так и небольших стартапов работают над созданием действующей модели. В этом обзоре разработки инженеров-мечтателей, которые хотят поднять автомобили в небо.

1. Кевин Колберн — Terrafugia

Летающий автомобиль, который можно зарезервировать уже сейчас (массовое производство намечено на 2019 год), — это Terrafugia Transition. Главный исполнительный директор и вице-президент компании Кевин Колберн заявляет, что это транспортное средство более быстрое, чем обычный автомобиль, и более удобное, чем самолет.

Также компания планирует выпустить невероятно футуристическую модель TF-X. TF-X имеет крейсерскую скорость 321,8 км/ч и не требует взлетно-посадочной полосы, благодаря вертикальному взлету и посадке. Но с этой моделью придется подождать, по крайней мере, до 2025 года.

2. Дуглас МакАндрю — Aeromobil

Это автомобиль? Это самолет? На самом деле это и то, и другое вместе. Aeromobil сделали в Словакии уже несколько лет назад, но его развитие вышло на новый уровень только в прошлом году, когда компания наняла на должность технического директора Дугласа МакАндрю. Инженер-ветеран, работавший на Jaguar, Mercedes, BMW и другие компании, сейчас трудится над уменьшением веса автомобиля и улучшением его аэродинамики.

Их последний проект, Aeromobil 5.0, как ожидается, будет готов к массовому производству в ближайшие десять лет. Также в 2020 году ожидается ограниченный выпуск спортивной модели 4.0, оснащенной гибридным электрическим двигателем и способной пройти 640 км на одном заряде батареи.

3. Пол ДеЛоран — DeLorean

Зачем ехать только туда, где есть дороги. Если есть компания, которая кажется идеальным выбором для выпуска летающего автомобиля, то это DeLorean. DeLorean Aerospace возглавляет генеральный директор, племянник Джона ДеЛореана — человека, который подарил человечеству один из самых знаковых автомобилей в истории поп-культуры.

DeLorean DR-7 оснащен электрическим двигателем и, как ожидается, будет полностью автономным, то есть пользователю не понадобится лицензия пилота, чтобы летать на нем. В этом году компания планирует построить полномасштабный прототип.

4. Джим Тай — Kitty Hawk Cora

Спонсируемый компанией Google летательный аппарат Cora от Kitty Hawk начал свои тестовые рейсы в начале этого года. Летающее авто, сделанное под руководством главного инженера Джима Тая, уже практически готово стать безопасным и устойчивым летным такси, способным конкурировать с Uber и Airbus.

Cora оснащена 12 подъемными винтами, которые позволяют выполнять вертикальный взлет и посадку, а также которые являются полностью электрическими и движутся независимо друг от друга. Модель может достигать высоты от 150 до 900 метров и имеет максимальную скорость 180 км/ч.

5. Родин Льясофф — Airbus A³ Vahana

Vahana может похвастаться одним из самых быстрых переходов от первоначальной идеи к строительству прототипа из всех рассматриваемых сегодня летательных аппаратов. Спустя всего два года после того, как родилась идея, Vahana приступила к пробным полетам. Генеральный директор компании и аэрокосмический инженер Родин Льясофф даже сказал, что массовый выпуск начнется так скоро, как только это будет возможно.

Проект намеревается стать первым автономным полностью электрическим летательным аппаратом, и по сути это будет действительно здорово. Модель отличается от многих конкурентов тем, что использует датчики для обеспечения безопасности пассажиров и обеспечения беспрепятственного полета.

6. Роберт Динжманс — PAL-V Liberty

В марте этого года голландская компания PAL-V объявила, что их летающий автомобиль Liberty появится на рынке в 2019 году. Это сделало бы Liberty первым коммерческим летательным аппаратом, и, по словам генерального директора Роберта Динжманса, компания просто ждет окончательных необходимых сертификатов, чтобы сделать автомобиль готовым к продаже.

У Liberty есть два двигателя — один для вождения, а другой для полета. Он может похвастаться максимальной скоростью в 160 км/ч на земле и 180 км/ч в воздухе. Предварительные заказы начнутся в 2019 году, а приблизительная стоимость составит 400 000 долларов.

7. Дара Хосровшахи — UberAIR

«Убер» стал очень серьезно относиться к тому, чтобы обзавестись автомобилями в небе… настолько, что объединился с инженерами NASA и даже провел саммит, посвященный летающим машинам. Генеральный директор Дара Хосровшахи считает, что летающие автомобили станут обычным явлением в течение следующего десятилетия и надеется сделать к 2020 году летающее такси.

Большая часть проекта — разработка автоматизированной системы управления воздушным движением, которая позволит в ближайшем будущем обеспечить безопасные полеты всех видов летательных аппаратов. Первыми тестовыми площадками для UberAIR являются Даллас, Техас, Дубай и, возможно, Лос-Анджелес.

8. Патрик Натен — Lilium Jet

Немецкий стартап Lilium объявил о своем амбициозном проекте летательного аппарата. Модель Lilium jet должна быть автономной, способной перевозить до пяти человек, и его можно вызывать с помощью приложения для смартфонов.

Соучредитель стартапа Патрик Натен надеется, что реактивный самолет произведет революцию в общественном транспорте. Предполагаемая дата массового выпуска — 2025 год. Помимо того, что это перспективная новая воздушная форма общественного транспорта, Lilium jet также будет полностью электрическим и является единственным электрическим самолетом, способным летать на реактивном двигателе.

9. Цубаса Накамура — Toyota SkyDive

Хотя Toyota SkyDive планирует открыть церемонии Олимпийских игр 2020 года в Токио, автомобиль предназначен не только для развлекательных целей. Во-первых, это самый маленький электромобиль в мире, длиной всего 2,9 метра и шириной 1,9 метра.

Машина является детищем группы сотрудников Toyota во главе с Цубасой Накамурой, который разработал автомобиль во время досуга. Команда надеется, что автомобиль сможет достигать максимальной скорости 150 км/ч на земле и 100 км/ч в воздухе. В этом году начнутся испытания, а массовое производство автомобиля ожидается в 2030 году.

10. Даниэль Хейс — VRCO NeoXCraft

В конце прошлого года британская компания VRCO объявила о своих планах по созданию летательного аппарата, который можно было бы использовать не только на дорогах и в воздухе, но также на воде. Генеральный директор и соучредитель Даниэль Хейс ожидает, что к 2020 году автомобили будут готовы к массовому производству.

Одна из особенностей, которая отличает NeoXCraft от конкурентов, — это инновационный дизайн. Его турбовентиляторные винты могут использоваться не только для полета в воздухе, но и использоваться в качестве колес на земле. Аппарат уже доступен для предварительного заказа и обойдется в чуть более 2 миллионов долларов.

11. ДжоБен Бевирт — Joby Aviation

Ранее в этом году стартап Joby Aviation выступила в качестве очередного претендента на создание летающего такси, когда он привлек финансирование в размере 100 миллионов долларов. Хотя многим кажется, что стартап возник просто ниоткуда в одночасье, он был основан ДжоБеном Бевиртом еще в 2009 году и разработки шли все это время.

Целью Бевирта является создание чистого, недорогого общественного транспорта, который избавит от необходимости создания и поддерживания дорогостоящей инфраструктуры, такой как дороги и мосты. Хотя информации о проекте все еще очень мало, известно, что автомобиль может якобы перевозить до четырех пассажиров и уже успешно завершил 15-минутный пробный прогон.

12. Шаузи Ху — EHang

Воздушное беспилотное такси EHang привлекло большое внимание средств массовой информации только в прошлом месяце, когда на нем успешно совершил полет голландский принц Питер-Кристиан в Амстердаме. Это произошло через несколько месяцев после того, как генеральный директор EHang Шаузи Ху прокатился на автомобиле-самолете, показывая, насколько он верит в его безопасность. На самом деле транспортное средство настолько безопасное, что Дубай занимается идеей внедрения его в качестве общественного транспорта в ближайшем будущем.

EHang (или EHang 184, если быть точным) питается от 100% экологически чистой электроэнергии, и оснащен безаварийной системой, которая заставляет летающее авто найти ближайшую безопасную посадочную площадку в случае, если откажет любой компонент. Место взлета и посадки предварительно настроено в цифровом режиме, что обеспечивает плавный, полностью автономный полет.

13. Брюс Бент — Astro Aerospace

Это уже был напряженный месяц для Astro Aerospace — в мае компания приобрела стартап транспортного средства с вертикальным взлетом и посадкой Passenger Drone и привлекла к разработке эксперта по беспилотникам Пола Бирда. Главный исполнительный директор Astro Брюс Бент явно готовится к большим вещам и ожидает, что скоро Astro Passenger Drone станет реальностью.

Рабочий прототип имеет оболочку из углеродного волокна и 16 независимых роторов для обеспечения полета. В кабине находится система управления с помощью касания, позволяющая пилотам летать вручную или переключаться в автономный режим. Хотя ожидаемой даты релиза пока нет, Astro надеется, что их летающий автомобиль будет использоваться в различных отраслях промышленности — от сельскохозяйственной до военной.

Источник статьи: http://2drive.ru/flying-cars/

ХХI век: эра электросамолетов
и реактивных электродвигателей

Сегодня реактивные двигатели полностью обеспечивают энергетические потребности самолетов. Их принцип действия основан на сжигании топлива и образовании выхлопных газов, которые и создают силу тяги. Однако использование такого двигателя наносит ущерб экологии. Именно из-за него уровень шума повышен как в салоне самолета, так и на расположенной вблизи аэродрома местности.

Альтернатива реактивному двигателю — электрический. Проблема в том, что удельная мощность современных электродвигателей для авиации не превышает 5 кВт/кг, в то время как реактивные обладают мощностью до 8 кВт/кг. То есть замена повлечет за собой снижение грузоподъемности самолета. Поэтому пока такой переход экономически нецелесообразен.

Применение сверхпроводниковых материалов способно увеличить удельную мощность электродвигателей. Ведь главная особенность сверхпроводников — значительное снижение или даже полное отсутствие электрического сопротивления. Следовательно, величина тока, обратно пропорциональная сопротивлению, возрастает, а вместе с ней увеличивается и мощность двигателя.

Система состоит из газотурбинного двигателя, вращающего электрический генератор, электродвигателя и кабельной линии, соединяющей их. Удельная мощность такой установки составляет свыше 10 кВт/кг, то есть больше, чем у реактивного двигателя.

Основная сложность перевода летательных аппаратов с реактивных на электрические двигатели заключается в необходимости перестроения всех внутренних систем самолета. Чтобы такой переход был эффективен с точки зрения экономики, необходимо не просто сравнять удельную мощность электрических двигателей с турбинными, а значительно увеличить.

Это можно будет осуществить, перейдя на охлаждение сверхпроводниковых двигателей жидким водородом (-253°C). Данная степень охлаждения сверхпроводников способна повысить удельную мощность двигателя до 30 кВт/кг. Но на данный момент проблема применения жидкого водорода заключается в том, что он взрывоопасен, дорого стоит и требует немало энергии для производства.

MagniX

В январе 2019 года австралийская компания MagniX объявила, что выпустит первую партию электродвигателей для авиации уже в 2022 году. Установить их можно не только на новые, но и на нынешние самолеты, утверждают разработчики. Электродвигатели для самолетов от MagniX сделают перелеты в пять раз дешевле
MagniX обещает в ближайшие годы выпустить линейку электродвигателей для винтовых самолетов. Установки первого поколения подойдут для легких воздушных судов вместимостью не больше 20 пассажиров.

Сообщается, что разработка австралийской компании выдает до 750 л. с. Предполагается, что установка станет аналогом турбовинтового авиационного двигателя Pratt and Whitney PT6, которым оснащены популярные модели легких пассажирских самолетов Beechcraft King Air и Cessna 208.

MagniX создаст несколько модификаций электромоторов. Одни подойдут для переоснащения уже существующих самолетов, в том числе популярной Cessna 208, другие предназначены для новых проектов. По расчетам, Cessna на электротяге пролетит до 280 км. А электросамолет, построенный с нуля, преодолеет уже 925 км на одном заряде. Инженеры MagniX приступили к испытаниям электродвигателя еще в сентябре. Тогда компания протестировала 350-сильную установку. Особый акцент на низкий вес — всего 50 кг..

Хотя электросамолетам потребуется дополнительная инфраструктура, авиаперевозчики все равно смогут сэкономить. Полеты на электротяге будут обходиться на 50-80% дешевле, чем обычные рейсы. В первую очередь, авиаперевозчики сэкономят на топливе. Например, расстояние в 185 км на Cessna 208, на топливо придется потратить $300-400. Такой же рейс на электротяге потребует электроэнергии на $12-14.

Полеты станут не только экономичными, но и экологичными, обещает MagniX. Самолет не будет производить вредных выбросов, а если для его зарядки использовать электроэнергию от возобновляемых источников, то рейс будет на 100% зеленым. Для Австралии это вполне достижимая цель, поскольку уже к 2030 году страна может полностью перейти на ВИЭ.

Siemens

В 2015 году компания Siemens представила авиационный электромотор с рекордными характеристиками — двигатель весом всего 50 кг развивает мощность в 260 КВт. Такие характеристики двигателя позволяют создавать воздушные суда со взлётной массой до двух тонн. При этом для работы воздушного винта не требуется трансмиссия, поскольку мотор выдаёт 2500 оборотов в минуту.

Соотношение веса к мощности у нового электродвигателя Siemens составляет больше 5 кВт на один килограмм, что превышает аналогичный показатель даже турбореактивных двигателей. Электродвигатель может вращаться со скоростью практически от 0 до 2.5 тысяч оборотов в минуту, что позволяет устанавливать пропеллер прямо на его вал без необходимости использования промежуточного редуктора. И один такой двигатель может без особых затруднений поднять в воздух самолет с взлетным весом до двух тонн.

В апреле 2017 года прототип электрического самолета Extra 330LE, построенный Siemens, установил два мировых рекорда скорости в классе электрических самолетов с аккумуляторным питанием. Siemens, которым удалось создать новый двигатель, в котором сочетается большая энергетическая плотность, мощность и малый вес.

На дистанции 3 километра самолет развил максимальную скорость в 337.50 километров в час, при весе самолета до 1000 килограмм, и скорость 342.86 километров в час при весе самолета более 1000 килограмм.

Электродвигатель, приводящий в действие самолет Extra 330LE, обеспечил 260 кВт мощности при его весе всего в 50 килограмм. Разработка данного двигателя была выполнена в рамках более глобальной программы компании Siemens, целью которой является разработка электрических гибридных силовых систем для небольших самолетов регионального класса. Данная программа проводится при участии в ней специалистов компании Airbus, которая уже давно работает над собственным вариантом подобной системы под названием.

Airbus

В 2014 году Airbus Group представила двухместный электрический самолёт E-Fan, созданный при поддержке французского правительства. Довольно тихий электросамолёт из углеволокна весит около 500 кг, использует литий-ионные полимерные аккумуляторы и оснащён двумя моторами мощностью по 60 КВт. Час полёта стоит около £10, а батареи полностью заряжаются за 90 минут.

Boeing

Из подобных, конкурентных, проектов можно отметить совместную работу НАСА и Boeing над гибридным электрическим самолётом SUGAR Volt («subsonic ultra-green aircraft research» – «исследование по созданию дозвукового весьма экологичного самолёта») – самолёта, работающего на комбинации запасённой в аккумуляторах электроэнергии и классического топлива. Проект впервые был предан огласке в 2012 году.

SUGAR, оснащен двигательной системой, которая была разработана для уменьшения расхода топлива более чем на 70 процентов, а потребления энергии — примерно на 55 процентов.

Самолет рассчитан на 154 пассажира и полет со скоростью 0,79 маха. Он будет требовать короткую взлетную дистанцию, и сможет летать на расстояние до 5630 километров.

По плану обычное топливо используется в таких энергозатратных манёврах, как взлёт, а в полёте двигатели самолёта по большей части или почти полностью будут питаться от аккумуляторов. Точных сроков завершения проекта компания не назвала и планируют выдать готовый продукт примерно к 2030-2050 годам.

Eviation Aircraft

В июне 2017 года, на авиашоу в Ле-Бурже, израильский стартап Eviation Aircraft показал полностью электрический пассажирский самолёт Alice, способный на одном заряде аккумуляторных батарей преодолеть дистанцию в 965 километров. Технологии, использованные при создании электрического самолета, были разработаны во время участия компании Eviation Aircraft в программе NASA On-Demand Mobility Program.

Небольшой электрический самолет может перевозить от шести до девяти пассажиров и двух членов экипажа на расстояния, покрывающие основную массу внутренних в большинстве стран и некоторую часть международных маршрутов. Основным достижением специалистов компании Eviation Aircraft является разработка нового типа воздушно-алюминиевой аккумуляторной батареи, емкости которой достаточно для накопления энергии, необходимой для дальнего перелета.

В самолете использована модернизированная воздушно-алюминиевая батарея, изначально разработанная компанией Phinergy Ltd. К этому добавлен буфер на традиционных аккумуляторных батареях, и умная система распределения энергии, основанную на использовании аналитических алгоритмов. Все это вместе представляет собой самую высокоэффективную энергетическую систему, позволяющую использовать каждую «крупинку» дефицитной энергии аккумуляторных батарей».

Компания Eviation Aircraft не намерена вступать в конкуренцию с другими компаниями, выпускающими самолеты. Компания Eviation Aircraft видит свет будущее в качестве воздушного аналога сервиса Uber.

Готовый прототип компания Eviation Aircraft покажет в середине 2019 года на парижском авиасалоне Ле-Бурже. Если после этого компании удастся привлечь $100 млн инвестиций, то к 2021 году Alice поступит в продажу. Ожидается, что девятиместный электросамолет будет стоить около $2 млн, но, стоит помнить, что владельцы судна сэкономят на топливе и на затратах на эксплуатацию.

Глава Tesla Илон Маск, который также проявляет интерес к области электрической авиации, считает, что для массового производства электросамолётов необходимо создать аккумулятор с плотностью энергии 400 Вт/ч на килограмм. Между тем, сегодня выпускаемые его компанией электромобили питаются от батарей с плотностью 250 Вт/ч на килограмм.

А в Норвегии планируют к 2040 году полностью перевести все местные пассажирские авиаперевозки на использование электрических летательных аппаратов.

Источник статьи: http://naukatehnika.com/era-elektrosamoletov-elektrodvagatelej.html