双人电动三轮车

En résumé (grâce à un LLM libre auto-hébergé)

  • 该文件讨论了电动飞机和电动自行车的发展,并以Gitane G-bike为例。
  • 它提到了电力存储技术的进步和太阳能板的使用。
  • 文中提到了Paul MacCready的成就,包括Gossamer Condor和Solar Challenger,这些都是太阳能飞行器。

无标题文档

电动飞机

2009年8月6日

2009年9月12日更新。电动Cri-Cri首次飞行。让-卢克·苏利耶驾驶

电动飞机Electra

****2010年10月2日更新

我们今天所经历的年代标志着电动飞机和电动汽车的兴起。不妨顺便看看电动汽车的兴衰:

PowerPoint

关于电动自行车的一些简短说明,附带一些数据:

电动自行车


电池:松下锂离子电池 容量:8 Ah 26v 续航:50至70公里;3种助力模式 充电时间:3小时 电机:在踏板中,180w 车架:城市铝合金;统一尺寸45厘米 前叉:钢制 座椅:Kinetic 轮圈:26英寸铝合金 刹车:前V型刹车和后V型刹车 变速:Nexus 3自动变速 轮胎:26 x 1.75 占地面积:175 x 65厘米 重量:22公斤

在中国,电动自行车的电池有两个部分可以拆卸。因此,用户下班回家后会将电池取出,然后在家中充电。同样,在工作场所也可以这样做。这种可拆卸电池的特性增加了车辆的续航能力(即使在50至70公里的范围内)。当考虑理想的电动车时,会遇到一些问题。如果车辆是双人座,可以用来购物,那就更好了。我们往往忽略了像Smart这样的小型车,电动车是完全无污染的,因此可以进入商场停车场,穿过地下通道,去任何地方。甚至可以考虑将系统整合到城际交通中。

此外,为它配备两种不同的推进方式也不会有任何问题,例如使用热机作为备用推进系统。我个人建议,借鉴中国窄轨电动三轮车的设计:

电动三轮车

电动三轮车

双人电动三轮车

这款双人电动三轮车(受中国版本启发)很窄,不占空间。车身(在中国使用轻合金和有机玻璃)部分可拆卸。电池比普通电动自行车的电池更大,但有一个可拆卸部分,用户可以将其带到任何地方充电。可以在充电桩或停车场设置插头。

电池:松下锂离子电池 容量:8 Ah 26v 续航:50至70公里;3种助力模式 充电时间:3小时 电机:在踏板中,180w 车架:城市铝合金;统一尺寸45厘米 前叉:钢制 座椅:Kinetic 轮圈:26英寸铝合金 刹车:前V型刹车和后V型刹车 变速:Nexus 3自动变速 轮胎:26 x 1.75 占地面积:175 x 65厘米 重量:22公斤

在电能储存方面,近年来取得了显著进展,以至于如今所有的家用电动工具都使用可充电电池,这在几十年前是难以想象的。中国人在这个领域并不落后。

太阳能电池的效率已提高到20%以上

在“超轻型”领域,MacCready的名字立刻被提及。

保罗·麦克里迪

保罗·麦克里迪

人们立刻想知道他身后奇怪的车辆是什么。这仅仅是他在1987年澳大利亚太阳能汽车比赛中获胜的电动车,比第二名提前一天完成比赛(...)

麦克里迪的太阳能汽车

保罗·麦克里迪的太阳能汽车,1987年,参加澳大利亚比赛

麦克里迪的太阳神号

更加流线型,穿越澳大利亚;3500公里,最高时速113公里

内部

前罩被移除

驾驶员位置 后罩

驾驶员位置和后罩

如你所见,后部上部完全由太阳能电池板组成。车辆由一个平板支撑,带有加强筋。车辆的形状提供了升力,减少了起落架的负荷。

1925年出生。16岁首次单飞。1941年,23岁时获得美国滑翔冠军。在法国获得世界滑翔冠军。

他的英文传记

接下来,他设计了第一架依靠飞行员肌肉能量飞行的飞行器,即Gossamer Condor。

Glossamer Condor,三视图

Glossamer Condor三视图

MacCready选择了鸭式布局,以获得一个承载稳定器。事实上,机翼的升力需要付出俯仰力矩的代价。查看我的漫画“如果我们可以飞行”,可以在网站http://www.savoir-sans-frontieres.com上免费下载,同样还有350多种其他漫画,涵盖33种语言。

一家成立三年的公司,从未被任何媒体提及

吸气吹气

为了减轻重量,MacCready选择了在前翼肋上使用张线,从而减轻了翼梁的负担,使其只需承受弯曲力。

Glossamer Condor

Glossamer Condor:首次人类飞行

和自行车一样快

和自行车一样快.....

Glossamer albatross

Glossamer Albatros穿越英吉利海峡

所有这些飞行都是“地面效应”飞行。骑手通过方向盘控制,首先提供支撑,然后调节前翼的升力,最后通过倾斜前翼进行轻微转弯。机翼的倾斜由滚转诱导产生。没有副翼。但该机器并不设计用于大角度转弯。

保罗·麦克里迪的飞行器视频

接下来,是马可·瑞迪的儿子,13岁,40公斤,驾驶Glossamer Penguin首次进行太阳能推进飞行。Glossamer Penguin配备了3900个镉镍太阳能电池板,功率500瓦。飞机空重34公斤。通过弹射起飞。

Gossamer Penguin

首次太阳能推进飞行,1974年。仍然是自行车和地面效应

麦克里迪的儿子

第一个使用太阳能飞行的人:麦克里迪的儿子,13岁

![马歇尔·麦克里迪起飞](/legacy/nouv_f/avion_electrique/illustrations/marshall Mac Ready au decollage.gif)

马歇尔,13岁,起飞

但NASA接过了接力棒,使MacCready在1981年成功飞行了Solar Challenger。功率:2.5千瓦

Solar Challenger

保罗·麦克里迪的Solar Challenger

这时,一切都发生了变化。可以看到更粗壮的外形,以抵抗湍流的冲击。

Solar Challenger

侧面视图。可以看到它有副翼。

飞机的尾翼配有升力翼型,以平衡机翼的俯仰力矩。上表面完全平坦,装有大量太阳能板。

Solar Challenger 俯视图

Solar Challenger 俯视图

固定部分承载太阳能板。移动部分显示为白色条带,没有太阳能板。在法国和英国之间飞行了300公里,该飞机在1981年7月飞行了5小时23分钟。比Gossamer Penguin重三倍(不包括飞行员),配备了16,000个太阳能电池板,驱动两个并联的电动马达,每个马达有三马力,带有钐钴磁铁。该飞机采用了所有在新材料方面的进步,具有良好的强度重量比,并配备可变螺距螺旋桨。

质的飞跃是巨大的。

考虑到材料的高科技性,可以看到长时间的太阳能飞行——长距离飞行是完全可行的,使用一种外形仍与传统飞机相当的机器,例如在机翼展弦比方面。但当时这并不是MacCready关注的重点。他当时考虑的是无人驾驶飞机(UAV),能够在白天飞到30公里的高度,夜间稍微下降并滑翔,或者释放部分储存的电能,这使它能够无限期地在空中飞行。

他转向了高展弦比的无尾飞机,通过翼梁的柔韧性来承受阵风,允许较大的上反角。飞机的稳定性由机载计算机控制,通过控制机翼后缘的所有襟翼,以控制气动弹性效应。

后续飞机家族

****整个项目(英文PDF)

30公里(100,000英尺)的高度确实达到了。太阳能电池板的效率超过20%。飞机可以自行起飞。从“全太阳能”到混合系统,各种方案相继实施,飞机携带能量在电池中或通过氢燃料电池发电。

在90年代中期,NASA开始了一个名为ERAST(环境研究飞机和传感器技术)的项目,从Dryden试验中心开始。研究和开发由MacCready创立的Aero Vironment公司进行。

第一架飞机是Pathfinder。30米翼展,六台发动机。在电池飞行后,它后来使用太阳能电池板飞行。1995年达到17,000米,1997年达到23,000米。

Pathfonder

Pathfinder:30米翼展,八台发动机

机翼只有在付出俯仰力矩的代价下才能产生升力,必须加以平衡。这种飞机的机翼剖面是可变的。机翼中部最“承载”,具有正弯度。机翼翼梢具有自稳定S形剖面,从照片中可以清楚看到。这些机翼部分产生较弱的升力。这是MacCready采用的“无尾”方案,通过一个高展弦比的单翼飞行。在很大程度上依赖于计算机飞行控制。

Pathfinder显示上反角

Pathfinder的侧面视图显示其上反角

NASA随后推出了原型机Centurion(1996-1998),配备14台发动机,70米翼展,设计用于达到100,000英尺(30公里)的高度。

Centution_basse_altitude

Centurion(1996-1998)。70米翼展,14台电动发动机。

照片是从下方拍摄的。在后部轮廓上可以清楚地看到透明的细肋。这表明正在进行机翼的资格测试和飞行品质评估,而没有昂贵的太阳能电池板。上表面和下表面仅由一层透明的Mylar薄膜覆盖,如MacCready之前制造的飞机一样。

还能看到什么?

Centurion:细节

可以看到14台电动发动机在运行,它们的两叶螺旋桨直径为两米,很可能由电池驱动,用于相对短的飞行。每台发动机输出1.5千瓦。机翼前四分之一是不透明的。这里应该是结构的主要部分,即翼梁。在翼梁之前,肋骨延伸,加上轻质的前缘,由发泡聚苯乙烯(覆盖Mylar薄膜)制成,如之前的飞机一样。

正如稍后将看到的,Centurion在安装了太阳能电池板后,通过增加一个额外的中央元件,被改装为Helios HP01,配备了太阳能电池板,尽可能减轻重量(1160公斤,载荷面积5公斤/平方米),配置用于测试是否可以通过仅由太阳能供电的推进系统达到非常高的高度。测试成功(30公里高度)。

正如稍后将看到的,HP03型号在第二次飞行中被毁,我们将看到原因。漂浮在表面的碎片使我们能够看到翼梁,其形状似乎为圆柱形且有肋条。似乎MacCready将整个机械强度集中在这个翼梁上,其余部分只是装饰。当观察这种机翼,其惊人的翼展(展弦比:30),没有任何张线,人们可能会想知道它如何应对气动弹性现象。这种现象相对容易理解。在任何阵风下,机翼末端可能会发生偏转。局部迎角增加。机翼部分抬起,弯曲。然后结构的弹性反应试图将其恢复到初始位置。结果,飞机开始“拍打机翼”,这种现象可能会加剧直到断裂。

许多飞机制造商都经历过这种问题,各种飞机都有。在航空初期,解决方案是使用张线,产生阻力。只有通过改进内部结构的机械性能,飞机才能摆脱这种真正的电缆网。在NASA的飞机中:没有任何张线。人们可能会质疑,仅靠翼梁能否抵消所有与机翼“颤振”相关的力。这似乎很难。

另一种处理这种现象的方法是使机翼“主动”、“智能”。在下面复制的图表中可以看到,飞机记录了其“俯仰率”(每秒度数),表明这是飞行控制的关键数据。机翼装满了(在圆柱形翼梁上)检测角加速度和扭矩的传感器。所有这些信息都被传输到计算机,计算机预测并立即激活一系列72个襟翼,覆盖整个后缘(单位长度:一米)。这些襟翼不仅用于控制飞机的滚转,还抵消了任何颤振的倾向,即危险的机翼拍打。在英语中,"flutter" 意味着拍打(鸟类的翅膀)。

飞机的转弯由发动机功率的差异调节(飞行中:每台发动机1.5千瓦)。因此,不需要垂直尾翼。滚转由“诱导滚转”自动完成(转弯时外侧机翼速度较慢)。飞机的速度为38英尺/秒,即45公里/小时。

几十年前,美国航空界曾面临这个问题,当时他们想要部署最大的军用运输机(我认为是Lookeed Galaxy)。尽管经过了最细致的计算,该飞机却对气动弹性现象敏感,开始在空中“拍打机翼”。这种运动并不显著:翼尖的位移不到一米。但这种交替的弯曲是不可接受的,导致机翼寿命大幅缩短,因为材料疲劳现象。

有两种解决方案:

- 从零开始重新设计机翼(太昂贵)

- 为其配备抵消这种颤振现象的襟翼

第二种方案被采用。从那天起,美国人获得了使用襟翼控制机翼几何形状的宝贵经验,由“加速度计加计算机”控制。读者显然可以理解,这种控制无法手动实现。高灵敏度的加速度计检测任何局部迎角(或弯曲)的变化,并立即通过襟翼抵消这种运动,这是任何人类都无法做到的快速反应。如果没有强大的机载计算机,Helios(原Centurion)根本无法飞行。

这种特性极大地限制了“飞行员”对该机器的干预能力,他只能控制“一切正常”。不要想象他一直在持续操控。这一切都运作……如果一切都被计算并正确编程。然而,在Helios HP03的毁灭中,我们将看到另一种不稳定性的出现,即俯仰不稳定,虽然被预测到,但其影响和发展的速度被低估,导致机载系统无法及时应对。如果计算机能给出适当的指令来抵消不稳定性的开始;在第一次,第二次“冲击”使飞机“脱离飞行领域”,非常迅速。但这里我提前了。

回到翼梁的圆柱形结构。它受到两种类型的力:

- 弯曲

- 扭转

在颤振现象中,翼梁在所有方向上受到应力。局部迎角的变化,在阵风中,会导致上下方向的弯曲力。但局部阻力的变化也会产生前后方向的力。圆柱形似乎是最适合承受所有方向弯曲力的形状。

但空气动力学家也知道,升力的变化会导致俯仰力矩的变化(参见我的漫画Aspirisouffle)。这种局部俯仰力矩的变化会导致危险的扭转力,尤其是当翼梁非常长时。在我看来,这张显示裸露翼梁的照片显示有环形肋条,旨在防止沿这种圆柱形翼梁的屈曲现象。当然,如果计算机不能立即对机翼的任何扭转运动做出反应,翼梁的断裂是肯定的。

高展弦比机翼的翼梁

翼梁

在我看来,只有对机器进行全面的主动控制,它才能飞行,甚至能够应对相对较大的湍流和剪切力,这些现象……在所有高度都可能发生。在低层大气中,直到大约5000米,然后可能在高层大气中,不可预测地发生,即使在由喷气流构成的大通道中。在下一张照片中可以看到,Helios在远非完全平静的气象条件下起飞。在Helios HP03坠毁时,另一张照片显示远处形成了积雨云。我们还处于六月,而不是冬季,飞行在北半球。如果测试是在冬季进行,空气更平静,可能不会如此突然和迅速地结束(第二次飞行)。

但NASA不仅仅是为了获得由Helios HP01创造的海拔记录,而是为了开发一种全天候的机器,能够在一年中的任何时间、任何纬度、在平流层(15至30公里高度)进行不间断飞行。

因此,原型Centurion通过添加一个中央元件被修改,使其翼展达到82米,仍然配备14台发动机。它变成了Helios HPO1,用于验证在极高海拔进行飞行的可能性。

helios 高空配置

Helios,14台发动机,配置用于高空记录(最大限度减轻重量)

有62,000个太阳能电池板,2001年8月13日,Helios升至97,000英尺(30公里高度)。这是有翼飞机的绝对海拔记录。在此之前,通过喷气发动机或火箭发动机(如X-15)在弹道飞行中达到过更高的高度,但在此任务阶段,机翼并未参与升力。

在这个高度,大气压力不超过几毫巴。有两种方法可以维持飞行:

- Helios式,低速,极低的载荷(每平方米机翼面积):* Helios高空飞行时为5公斤/平方米。翼展82米。机翼弦长8英尺(2.64米)。展弦比:82/2.64 = 31(....)。机翼面积216平方米。最大厚度28厘米。前缘为发泡聚苯乙烯(覆盖一层薄塑料膜)。Helios重量:1,160公斤,最大限度减轻重量(Helios HP03重量为2,320公斤,因为携带了重达一吨以上的燃料电池系统)。速度:38英尺/秒,即12米/秒或45公里/小时

- 或者高载荷,但以超音速飞行(Aurora)

2003年,NASA计划进行长时间飞行(一到两周),在50,000英尺(16,000米)高度使用氢燃料电池维持夜间飞行,功率18千瓦。Helios的配置因此被修改。发动机数量减少到10台。燃料电池安装在中央舱内,而额外的储罐则安装在机翼末端(每个7公斤)。

Helios配置用于长时间飞行。箭头指向机翼末端的储罐

Helios HP03飞行

Helios HP03飞行。请注意机翼末端的储罐。

当飞机从侧面拍摄时,其上反角似乎令人印象深刻。但在上面的图片(从后方3/4角拍摄)或下面的图片(几乎正面)中可以看到,这个上反角是“相当合理的”。

Helios起飞

侧风着陆

人们可能会认为31的展弦比是一个绝对的极限。是的,也不是。Helios的构造过于轻盈,无法依靠自身的刚度来抵抗大气扰动。因此,我们将其机翼“智能化”,配备了72个由计算机控制的襟翼。但随着更大的载荷,我们发现了德国双人滑翔机ETA(希腊字母eta的音译),其展弦比达到了...51!

ETA侧面视图

ETA滑翔机侧面视图

升阻比随着展弦比的增加而增加。稍后我们将发现Stemme的升阻比超过50。ETA的升阻比达到72。也就是说,当失去1000米高度时,它可以一次飞行72公里!

带发动机的ETA

带发动机的ETA(64马力的Solo 2625)

翼展达到30米。满载质量为950公斤。最大速度270公里/小时。2008年首次飞行。建造了三架ETA。其中一架在试飞中失事,转弯时坠毁。两名飞行员都使用了降落伞。


2010年10月2日:法国没有滑翔机了

. 在我们中心飞行的大多数滑翔机都是德国制造的。动力滑翔机迅速发展,有两个原因。它们允许拥有者无需使用拖曳飞机。这种垂直发动机(只需一分钟的准备)可以达到2.5米/秒的爬升率。当发动机回到其位置后,它的存在不会增加任何额外的阻力。

M

但这样的爬升速度无法让不幸的飞行员从强烈的下沉中脱身,这在山区飞行中时有发生,通常超过5米/秒。

C

这些发动机为飞行员提供了额外的安全性和飞行舒适性,使他们能够避免过度冒险,远离“本地地形”。事实上,当气象条件恶化,积云消失时,可以重新启动发动机并返回,避免“牛”,这在山区有时是无法做到的。

不那么有运动性但更安全。

Helios进行了两次飞行,然后在飞行中被摧毁。第一次是2003年6月7日,第二次是6月25日。这是Helios HP03在坠毁当天上升的画面:

Helios上升

Helios在第二次也是最后一次飞行中上升,由护航直升机拍摄

爬升率是0.5米/秒

如果参考描述该项目的PDF,可以看到无间断飞行的技术基于一个非常简单的原理:白天,电解水,携带在机上,以氧气和氢气(压缩)的形式储存。然后,夜间,电解产生的气体被送入燃料电池,产生的水再次储存。在这个想法中,问题在于压缩机。

Helios示意图

Helios的理论工作图

再简单不过了

我们知道飞机在飞行中被摧毁了。我们可能会预期这是由于机翼在穿越湍流和剪切时承受了过大的弯曲应力。但当查看事故报告时,我们会发现原因完全不同。事实上,在遇到这些湍流时,机翼获得了显著的上反角:

Helios增加的上反角

Helios在湍流区域中增加的上反角,开始进入俯仰不稳定状态

导致飞机毁坏的不是翼梁的断裂,而是其进入不可控的俯仰运动。飞机容易发生气动弹性现象。当上反角变得很大时,机翼末端的油箱增加了俯仰的惯性矩。飞行速度为38英尺/秒,约45公里/小时。这是“三角翼”的飞行速度。该飞机并未设计用于更高的速度。其俯仰振荡将使其达到超过70公里/小时的速度,根据飞行记录仪。这些速度会在前缘的聚苯乙烯泡沫板(粘合)上产生吸力,这些板立即脱落。机翼的整个覆盖层,包括太阳能板,也是如此。

然而,翼梁却经受住了。因此,机翼并未因湍流或空气剪切而断裂,而是因俯仰不稳定导致的超速而被“剥光”。

Helios断裂

Helios在坠入大海前不久

Helios在水面上

漂浮的碎片

Helios事故报告相当混乱。我个人认为,增加一个足够轻的尾翼,以不增加俯仰惯性矩,但具有足够大的面积以对这种不稳定性产生“阻尼”是一种应该至少被考虑的解决方案。确实,MacCready的名字没有出现在这份报告中。以下是飞机俯仰惯性矩随上反角变化的增加情况。

俯仰惯性矩

上面是事故的阅读。在图表中间,第一次上反角增加,计算机能够处理。然后十分钟之后(总飞行时间:三十分钟),不稳定性再次出现。上反角超过30英尺(十米)。飞机“开始拍打机翼”(气动弹性不稳定性)。俯仰快速振荡(底部曲线),然后速度增加到每秒60英尺以上。

俯仰不稳定性

这时,气动载荷使前缘扩张,导致其脱落,机翼的衬里也一样,几秒钟内只剩下...翼梁。报告指出:“计算机计算没有预料到不稳定性会如此迅速和剧烈地发展。”

结论:驾驶这种类型的飞机所面临的风险不仅仅局限于翼梁在阵风作用下断裂的风险。气动弹性不稳定性可能同样具有灾难性的作用。

离开太阳能飞机的领域,我们可以进入电动飞机的领域,它依靠电池储存的能量飞行。这是一个正在迅速发展的市场。在这方面似乎已经取得了一些决定性的进展。值得一提的是2007年12月法国单座飞机的首次飞行:

电动飞机Electra

法国首例:电动飞机的起飞
2007年12月23日

http://www.avem.fr/actualite-apame-les-aeronefs-a-motorisation-electrique-ont-desormais-leur-association-182.html

****电动飞行器推广协会


查看之前的新闻

http://www.apame.eu

这是世界首例,APAME,实现了电动飞机ELECTRA F-WMDJ的首次飞行,配备25马力的电动发动机和锂聚合物电池。

这次首次飞行于去年12月23日在高阿尔卑斯地区的Aspres sur Buëch机场进行。电动飞机飞行了48分钟,以闭合路线飞行了50公里。

这次在休闲航空领域的非凡体验,为需要15至50马力功率的航空器提供了一种前所未有的替代方案,以取代目前的内燃机。

飞机的特性:

单座 翼展:9米 长度:7米 无电池空重:134公斤 最大起飞重量:265公斤 巡航速度:90公里/小时 精度:13 木质和帆布结构 电动推进系统的特性:

工业用直流有刷电机,18千瓦(25马力) 专为该用途开发的功率电子设备 锂聚合物电池(总质量:47公斤) 地面可调螺距ARPLAST螺旋桨,适用于这种动力系统 仪表板、功率控制、发动机支架、发动机法兰等,专为该飞机开发和制造。 关于APAME:APAME是2007年成立的新兴协会,在Anne LAVRAND的领导下,其目标是促进电动飞机的设计、建造和使用。它曾计划开发一款小型电动飞机。去年8月,APAME已经成功“无声飞行”了一架ULM()。

联系APAME 电话:04 92 57 99 40 传真:04 92 57 99 41 网站:

这是世界首例,APAME,实现了电动飞机ELECTRA F-WMDJ的首次飞行,配备25马力的电动发动机和锂聚合物电池。

这次首次飞行于去年12月23日在高阿尔卑斯地区的Aspres sur Buëch机场进行。电动飞机飞行了48分钟,以闭合路线飞行了50公里。

这次在休闲航空领域的非凡体验,为需要15至50马力功率的航空器提供了一种前所未有的替代方案,以取代目前的内燃机。

飞机的特性:

单座 翼展:9米 长度:7米 无电池空重:134公斤 最大起飞重量:265公斤 巡航速度:90公里/小时 精度:13 木质和帆布结构 电动推进系统的特性:

工业用直流有刷电机,18千瓦(25马力) 专为该用途开发的功率电子设备 锂聚合物电池(总质量:47公斤) 地面可调螺距ARPLAST螺旋桨,适用于这种动力系统 仪表板、功率控制、发动机支架、发动机法兰等,专为该飞机开发和制造。 关于APAME:APAME是2007年成立的新兴协会,在Anne LAVRAND的领导下,其目标是促进电动飞机的设计、建造和使用。它曾计划开发一款小型电动飞机。去年8月,APAME已经成功“无声飞行”了一架ULM()。

联系APAME 电话:04 92 57 99 40 传真:04 92 57 99 41 网站:

单座,25马力,48分钟,以90公里/小时的速度飞行50公里 ---

第一架可商业销售的全电动旅游飞机是...英中合资

http://www.avem.fr/actualite-le-premier-avion-electrique-commercialise-en-2010-874.html

英中合资电动飞机

英中合资电动飞机2

**Yuneec E 430 是一款并排双座飞机,具有非常深入的空气动力学设计。 **

Yuneec E 430

机翼具有较大的展弦比,意味着阻力减少。

展弦比

较大的展弦比(包括翼梢小翼),但适合在机库中轻松放置

有趣的是飞行时间性能,两人以最大速度90公里/小时:

两小时

标价:65,000欧元,这在双座旅游飞机中并不算高。它在中国制造,但不能在中国销售。因为中国的天空对休闲航空并不开放。

这里我们已经远远进入了小型休闲飞机的使用范围,可用于飞行学校和本地飞行。它的线条和较大的展弦比,与动力式Cri Cri不同,使飞机看起来更像滑翔机(功率较小的发动机,或三叶桨完全像旗帜一样展开)。当然,它自己起飞。


让-卢克·苏利耶的评估

: “我们处于450公斤最大重量的类别(国际ULM双座类别)。大约120公斤的飞机,150公斤的乘客,180公斤的电池,很可能是锂聚合物电池,每公斤携带0.2千瓦时的容量。平均18千瓦的功率足以让这种滑翔机飞行。因此有两小时的续航时间。

我认为电动滑翔机有未来,可能通过太阳能传感器提供能量。在动力方面,我们想到滑翔机中的劳斯莱斯,一台德国机器Stemme S10,其螺旋桨可以完全收缩到前面的整流罩中,并在离心力的作用下展开。

Stemme S10

Stemme S10,世界上最好的滑翔机。双座并排,可收缩螺旋桨。85千瓦(内燃机)发动机在机翼下。可以看到进气口,是开放的。电动可收放起落架。最大速度270公里/小时,展弦比:30。翼展:...23米!可拆卸并可拖车运输。精度超过...五十。

满油箱时,可飞行的距离超过...一千公里。但机舱内的携带量仍然...象征性的(牙刷和睡衣,两人用)。这里有一段视频展示

Stemme S10飞行

根据我的朋友Jacques的说法,他拥有一架(我也有在Vinon的这架飞机上飞行过),如果结合可收缩螺旋桨、优秀的滑翔性能、电动动力和太阳能传感器,这将是一个有趣的方案。像ETA一样,Stemme可以自己起飞(但需要一个很好的跑道!它的爬升速度仍然很慢)。这使用户可以摆脱需要拖飞机的麻烦。

我的朋友Jacques Legalland是一位纯粹的滑翔飞行员,他只在起飞时使用发动机。但在空中,可能会遇到下降区,我记得在越过Verdon峡谷后,我们不得不启动发动机以确保安全距离返回机场。

Stemme在所有其他滑翔机中的优势,其中螺旋桨在滑翔时被收回,安装在支架上,位于背部的舱室中并被重新升起(见上方ETA在发动机上的照片),是如果发动机延迟重新启动,Stemme的螺旋桨仅通过离心力展开,会立即收回至舱室,等待下一次启动。在此期间,飞机保持其滑翔性能和下降率(垂直速度)。但一旦滑翔机的螺旋桨安装在支架上,就必须迅速启动,否则这个产生巨大阻力的装置会降低其性能,而“治疗”反而加重了“病情”。

事实上,据使用它的飞行员说,很少有飞行员在被强下降气流困住时能通过重新启动发动机摆脱困境,尤其是在山区。爬升速度(2.5米/秒)太低。


挑战:用电动飞机横跨大西洋:大卫对巨人

在电动飞机领域,没有人不知道Bertrand Piccard备受媒体关注和大力赞助的项目,名为Solar Impulse。在进行研究时,我偶然看到一段视频,介绍了两个截然不同的项目:Piccard的项目和一位名叫Jean-Luc Soullier的人的项目,后者既没有赞助,也没有受到媒体关注。我建议我的读者先看看这个在创新展会上拍摄的简短报道,其中展示了Soullier的一项成果:由两台电动发动机驱动的Cri Cri,以及Piccard团队的Solar Impulse模型。

欧罗新闻关于创新展会上太阳能航空的报道

首先,让我们看看Piccard的项目。众所周知,预算巨大,有65名全职员工多年工作,强大的赞助,大量的媒体宣传。我们看到的似乎是最初的项目图片,更加雄心勃勃,设想了一次无停靠的环球飞行,当时显然是一架双座飞机。

Piccard太阳能飞机

Bertrand Piccard的最初双座项目,已被放弃

上面提到的美国公司最终发展出像Helios这样的机器。共同点是速度慢,因此飞行时间长(对于Helios的后继者来说,飞行时间是无限的,这些飞机被设计为观察平台,飞行在商业航线以上的高度,从而理论上可以避开低层的气象扰动)。

Helios的速度:45公里/小时。在赤道,地球周长:40,000公里。因此,在这个纬度上绕地球一圈大约需要1000小时,超过一个月。在较高纬度,时间更短。

Piccard机器的速度:70公里/小时。在中纬度,无停靠的环球飞行需要三周。因此,必须考虑在这样一个舱内生活两周,这个舱需要加热和加压。在气球中,这在胶囊中是可行的,胶囊结合了氦气和热气球的升力,通过丙烷气瓶实现,但这种方案对于太阳能飞机来说太重了。

Bertrand Piccard

Bertrand Piccard,医生兼航空家

(“三角翼”的先驱者,欧洲特技飞行冠军)

看看(出色)的成就,由Bertrand Piccard和Brian Jones在1999年完成的环球飞行(40,000公里,17天)。

Breitling Orbiter III

Breitling Orbiter III。18,000立方米的氦气

视频

这是另一项成就,与首次攀登珠穆朗玛峰一样,但不会导致定期的气球旅游服务。气球的驾驶是通过寻找有利的气流方向和强度来完成的。可以说,Breitling Orbiter III真正的飞行员仍然...在地面上。这是气象服务的协调员。利用喷气流,气球可以达到250公里/小时的地面速度。

大气结构总是非常复杂,由多层组成,风向不断变化。我记得有一次乘坐热气球飞行,通过调节高度,可以交替使用早晨的上升气流(由于阳光照射山坡而产生)和来自西南方向的高空风。通过利用这两种气流并交替高度,可以接近一个舒适的区域。

记住,这个氦气-热气球组合高55米,起飞重量为8吨。它携带一个为两人设计的生活模块,由可充电太阳能电池供电。赞助商是手表制造商Breitling,为这个项目投入了300万欧元。对他来说,这将是一次精彩的广告活动。

重演一次“太阳能”环球飞行面临难以解决的重量问题。因此,Piccard转向了一个更小的项目:让飞机仅使用太阳能飞行一天一夜,这意味着白天储存部分能量在电池中,以保证夜间飞行。这在2005年已经实现,当时是一架无驾驶员的飞机,翼展5米,由

Alan Cocconi

**Alan Cocconi ( AC Propulsion ) **

Cocconi的飞机

2005年,Alan Cocconi成功让这架5米长的模型连续飞行48小时,白天充电以保证夜间飞行

此前,Alan Cocconi专注于1000公斤以下电动车的速度记录

Cocconi white Lightning

**Alan Cocconi的“White Lightning”,1997年达到400公里/小时。 **

简单插曲:100公里/小时的速度(当时人类达到的绝对速度)在1899年由一辆电动车“Jamais Contente”实现。因此,一个世纪内速度提高了四倍。

Jamais Contente

Jamais Contente,比利时人Camille Jenatzy,1899年达到105公里/小时,重一吨,736马力

Jenatzy和其他人曾在“电动车马车”市场上竞争,但随着内燃机的出现,这些电动车很快被淘汰。

回到Piccard的项目。他和他庞大的团队转向了一架单座四发动机飞机,非加压舱,设计飞行高度不超过8500米。没有通过控制72个襟翼(由计算机控制)来保证机翼的颤振抵抗,如Helios(展弦比32)。这里的展弦比更小,与滑翔机5、20和更高类似。一个厚的翼梁(导致机翼较厚)保证了刚性。

Solar Impulse相对厚度

Piccard项目的单座版本

Solar Impulse

对应视频

项目描述

除了巨大的宣传预算外,这次飞行并没有什么特别之处。太阳能飞行的突破早在1981年由Paul MacCready的Solar Challenger实现,其功率为2.5千瓦,略高于3马力(1马力等于736瓦),能够飞行5小时并覆盖数百公里。上面提到的英中合资飞机是其延续。

Solar Challenger

Paul MacCready的Solar Challenger

Solar Challenger

侧面视图

Solar Challenger正面视图

**Solar Challenger正面视图,正在穿越英吉利海峡。 **

Piccard的目标,超越Solar Impulse,是一次三天三夜的飞行,速度为70公里/小时,仍然是单座,加压舱,飞行5000公里,允许跨洋飞行。之后,Piccard团队将考虑环球飞行,途中设有多个停靠点,因为很难要求人类连续72小时控制这种机器:每次停靠更换飞行员。

Jean-Luc Soullier也参与了,提出了一个名为“Etincelle”的项目,一个由Cri-Cri驱动的测试平台。

Soullier

Jean-Luc Soullier,58岁,坐在电动Cri-Cri MC15E的驾驶舱内

这个人很谦逊,可以说很低调。他开一辆破旧的吉姆巴,避开聚光灯。我无法从他那里获得一张合适的照片,不得不从上面提到的视频中重新获取并放大、修饰。

没有赞助商。他自掏腰包20万欧元,每年将他的商业航班飞行员积蓄投入其中。他的第一项工作是与他的设计师一起,将Michel Colomban于1973年创造的著名小型Cri-Cri改装成电动发动机。

经典Cri-Cri

经典Cri-Cri,配备两个15马力(22千瓦)的发动机
全球数百架在运行

飞行http://video.google.fr/videosearch?q=Cri+Cri&oe=utf-8&rls=org.mozilla:fr:official&client=firefox-a&um=1&ie=UTF-8&ei=Bjx4StnMCc-i_QaWqKmKBg&sa=X&oi=video_result_group&ct=title&resnum=8#

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五米翼展。飞行速度220公里/小时。空重(70公斤):比其有效载荷还轻,飞行员。Colomban完全自行设计了这个装置,可以进行特技飞行(+4.5g,-2.5g)。他本人还通过使用偏心轮和电钻进行了一百万次交替弯曲测试,以测试机翼的疲劳。

这是Soullier改装的飞机,配备了两个15千瓦的电动发动机。

MC15E-1

电动Cri-Cri,配备两个电动发动机。前部经过改装以容纳电池。
续航:45分钟,
,配备45公斤的锂聚合物电池**

锂离子电池有多种类型。在锂聚合物电池中,电解质被包含在凝胶中。目前可用并用于电动Cri-Cri的电池具有有限的携带容量,每公斤重量为0.2千瓦时。

http://fr.wikipedia.org/wiki/Accumulateur_lithium

MC15E电动

每个发动机都有自己的电池组,以提高安全性。电动动力系统消除了来自排气管、火花塞、气缸的寄生阻力,估计阻力减少了45%。如果两个发动机可以共同产生30千瓦,那么“铁雀”可以以10千瓦飞行,因此在考虑起飞程序中的15分钟储备后,总续航时间为45分钟。测试正在进行中。

Cri-Cri电动发动机

**电动Cri-Cri的一个发动机,没有整流罩。 **

右边是发动机本身。左边是一个电容器。中间是将电池提供的直流电转换为“三相交流电”(实际上是脉冲形式)的系统。


电动Cri-Cri的首次飞行

Jean-Luc Soullier驾驶:

电动Cri-Cri起飞

首次起飞,2009年9月8日,由Jean-Luc Soullier驾驶

电动Cri-Cri起飞

这些奇妙的飞行者,驾驶着他们奇特的机器

电动Cri-Cri飞行

由Philippe Leynaud从Daniel Michaud驾驶的直升机拍摄 ---

2010年10月2日:更新

从上面的照片可以看出一个设计缺陷,导致Soullier放弃了这种设计(见下文)。电动动力系统需要强大的冷却。然而,在这种Cri-Cri设计中,冷却由前部螺旋桨罩上的两个进气口提供。它只在飞机移动时起作用,并禁止固定点,这对于在起飞前测试动力系统是必需的。

Cri-Cri进气口

Cri-Cri诞生于上世纪70年代初。自那时以来,材料领域取得了巨大进步,从而提高了空气动力学性能,减轻了重量。碳纤维已取代传统的轻合金。一个体现这些进步的飞机是Quickie。

1977年,Tom Jewett、Gene Sheehan和著名Burt Rutan创造了Quickie,单座,翼展5米,速度200公里/小时,载荷45公斤/平方米。总重量200公斤,以175公里/小时的速度可飞行950公里。制造了3000架。

Quickie地面

**Quickie **

Quickie飞行

非收放式起落架的布局,可实现最小阻力(无起落架腿) **着陆时最大地面效应。 **

实际上,有许多小型单座飞机,使用先进技术并提供显著性能。

Arnold AR5飞机

Arnold AR5,仅65马力即可达到340公里/小时

一款法国飞机,也是“全碳纤维”飞机,LH10,双座串联,四叶推进螺旋桨,Rotax 100马力发动机,风冷,最近刚刚推出。只有前起落架可收放。

LH 10

LH-10,LH Aviation的飞机。一套10万欧元的飞机套件

可飞行距离:1480公里。速度:340公里/小时。只有前起落架可收放。 ---

阳光鸟项目(Sunbird)

这是一个...想象中的项目,灵感来自Alan Cocconi在2005年制造的5米翼展飞机,该飞机成功实现了48小时的飞行,夜间飞行时依靠白天储存的能量。

Cocconi的飞机

将翼展翻倍,增加到8-10米,可以设计出类似类型的飞机,能够环绕地球,甚至...无限飞行。但与其被各种品牌标志覆盖,以美元、欧元、瑞士法郎飞行,它将只是国际性的,由匿名人士资助,并承载着人类对太阳能使用的希望。这个项目成本非常低。我个人在十年前就曾考虑过这个想法。这架飞机可以被所有经过的国家跟踪、引导和支援,通过可移动摄像头拍摄地面图像。在低空飞行时,可以通过雷达(在飞机上安装三个正交金属板形式的雷达应答器)进行探测、照明和拍摄。白天在爬升阶段或夜间下降时也是如此。民航飞机可能会遇到它,乘客可以看到这个“太阳鸟”。

最有可能实现这个项目的就是Alan Cocconi,基于他的经验。也许他早就考虑过? ---

最后,让我们介绍一架非凡的飞机,完全依靠太阳能运行,利用最先进的纳米技术,将二氧化碳转化为自由氧和碳,没有任何污染,对土壤固定、可生物降解建筑材料的合成、气候调节、营养、健康和生物多样性等方面有积极影响。这架飞机充分利用了纳米技术的极限,而且……可以自我复制:

这架飞机

返回页面顶部,关于电动飞机的综合文章 ---

2010年10月2日:更新

电动飞机对Jean-Luc Soullier来说是实现了一个20年的梦想。他并不是航空领域的业余爱好者。他是一名职业飞行员,驾驶过各种飞机。他做过教练,目前是波音757货运航班的飞行员。他还有丰富的直升机、水上飞机、冰川飞行员经验,累计飞行14,000小时。多年来,他一直致力于为博物馆、俱乐部或个人修复和翻新各种飞行器,从国家级文物到捷克空军的超音速米格21。

固执如三十六头骡子,不因首次动力系统过热问题而气馁,他现在转向单发飞机。

奇妙的飞行者

不,不是那个。我弄错了图片……

soullier1

新宝宝。可以看见螺旋桨罩两侧的散热口。在Vinon拍摄

这架飞机由Michel Colombani设计,由Jacques Labrousse(机身部分)制造。发动机改装为Lean-Luc Soullier

这架飞机最大起飞重量为200公斤

这是目前最有效的电动载人飞行器摩纳哥-尼斯首条邮政航线项目(因此是国际性的)

邮票

为这次航空集邮活动发行的邮票

在2011年等待众多比赛的同时,第一次在Vinon起飞,飞行了一个小时:

在Vinon的第一次起飞,经过一个良好的定点后。

![Vinon起飞2](/legacy/nouv_f/avion_electrique/illustrations/nouvel_avion_electrique/IMG_0618 a.jpg)

这些令人惊叹的飞行疯子,驾驶着他们奇特的机器……

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敬请关注 ---

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