【簡(jiǎn)介:】直升機(jī)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(gè)方向變化角度,槳葉在飛行方向改變角度而改變升力實(shí)現(xiàn)飛行方向變換
直升機(jī)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(gè)方向變化角度,槳葉在飛行方向改變角度而改變升力實(shí)現(xiàn)飛行方向變換。
有電動(dòng)汽車,為什么沒(méi)電力驅(qū)動(dòng)的飛機(jī)?現(xiàn)在科技設(shè)計(jì)制造很難嗎?
地上跑的容易造,天上飛的不好搞!飛機(jī)與汽車原理完全不同,汽車只要輪子轉(zhuǎn)動(dòng)就能跑,隨便一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)都可以驅(qū)動(dòng)。而飛機(jī)不一樣,飛在天空需要更大的驅(qū)動(dòng)功率。發(fā)動(dòng)機(jī)功率大、持續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)、穩(wěn)定性要好,這就是電動(dòng)機(jī)/動(dòng)力電池不能用在飛機(jī)上的主要原因。當(dāng)然,一些打藥、航拍的微型飛機(jī)除外,這些小飛機(jī)更適合用電力驅(qū)動(dòng)。
理論上飛機(jī)完全可以采用電力驅(qū)動(dòng),但是實(shí)際應(yīng)用會(huì)有一定的難度。可以持續(xù)大功率工作的電動(dòng)機(jī)容易解決,但是如何解決體積與重量是一個(gè)難點(diǎn)。我們看一下航空用的渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù):
20世紀(jì)90年代的發(fā)動(dòng)機(jī)功率已經(jīng)達(dá)到1566kw、而重量只有241kg。小羚羊直升機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)功率小一些只有441kw,但是自重也沒(méi)有超過(guò)160kg。電動(dòng)機(jī)功率如果達(dá)到400kw,那么重量就要用噸去計(jì)算了!光一個(gè)電動(dòng)機(jī)就讓飛機(jī)增加上噸的自重,可以說(shuō)是一件恐怖的事情!只能想想而已,沒(méi)有實(shí)用價(jià)值。
即便是只能乘坐1~3人的小型直升飛機(jī),也難以用電力驅(qū)動(dòng)。
這種小的直升飛機(jī)采用活塞式發(fā)動(dòng)機(jī),
發(fā)動(dòng)機(jī)馬力在190匹左右,理論上可以用電機(jī)來(lái)替代。但是該機(jī)自重僅500kg左右,起重力在1000kg左右。如果用電機(jī)代替發(fā)動(dòng)機(jī),那么電機(jī)自重會(huì)有效降低飛機(jī)起重能力,得不償失。
這些還沒(méi)有考慮動(dòng)力電池帶來(lái)的問(wèn)題。電池容量決定電機(jī)功率大小,也決定了飛機(jī)的續(xù)航能力。比起電機(jī),電池能量密度更是一個(gè)棘手的問(wèn)題。目前動(dòng)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(dá)到666kg。
然而100kwh的電池組只能供100kw的電機(jī)工作1-2個(gè)小時(shí)。而上圖中的小型直升飛機(jī)加注240升燃油后可以持續(xù)飛行5-6個(gè)小時(shí),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(guò)一噸了!這個(gè)小飛機(jī)做成以后恐怕空載都飛不起來(lái),自重已經(jīng)超過(guò)起重能力了!
對(duì)比之下汽車的驅(qū)動(dòng)功率要小很多,而且汽車對(duì)電機(jī)功率要求并不高,汽車只有起步時(shí)客服各種外力需要大功率、當(dāng)汽車速度提上來(lái)以后其驅(qū)動(dòng)功率會(huì)大大降低。因此電動(dòng)汽車不需要配備額定功率過(guò)大的電機(jī),配額定功率一半的電機(jī)就可以!因?yàn)殡姍C(jī)在短時(shí)間內(nèi)可以超載使用,最高可以超一倍!
例如某電機(jī)額定功率
65kw,但是短時(shí)間內(nèi)超載使用時(shí)最大功率可以達(dá)到120kw。因?yàn)槠嚰铀倬褪菐酌腌姷氖虑椋俣忍嵘缶S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?yàn)槠嚥恍枰掷m(xù)的高功率運(yùn)轉(zhuǎn)。而飛機(jī)不一樣,飛在天空上始終需要高功率、所以只有一些小一點(diǎn)的飛機(jī)用電力驅(qū)動(dòng),其他飛機(jī)則沒(méi)有辦法采用電力驅(qū)動(dòng)。