Normalerweise nicht: Das Extrahieren von Energie aus dem Luftstrom erzeugt einen Luftwiderstand, der durch zusätzlichen Schub überwunden werden muss. Da jede Form der Energieumwandlung Verluste verursacht, muss mehr Schiebenergie hinzugefügt werden, als aus dem Luftstrom gewonnen werden kann.

Nur wenn die Motoren ausfallen und die Generatoren nicht mehr laufen, ist es sinnvoll, dem Luftstrom Energie zu entziehen . In Flugzeugen gibt es zwei Anwendungen, die von "Windenergie" angetrieben werden:

• Ältere Flugzeuge verwenden Gyros für den künstlichen Horizont, die von Stauluft angetrieben werden. Auf diese Weise arbeiten die Gyros auch nach einem Motorschaden.
• Jets verwenden Ram Air Turbines (RAT), propellergetriebene Generatoren, die in den Luftstrom bewegt werden, wenn alle anderen Mittel zur Erzeugung von Elektrizität und Hydraulikkraft ausgefallen sind. Beachten Sie, dass dies im nicht angetriebenen Flug erfolgt und die Sinkrate erhöht.

Bereitgestellte RAT (Bild Quelle))

Flugzeuge mit Raketenantrieb haben keine einfache Möglichkeit, Strom zu erzeugen. Daher verwendete die Me-163 B eine kleine Windmühle an der Rumpfspitze, um a zu fahren Generator.

Me-163 B (Bild Quelle)

BEARBEITEN: Mit dem neuen Fokus Ihrer Frage auf elektrischen Antrieb wird die Antwort anders. Jetzt haben Sie höchstwahrscheinlich Propeller, die von Elektromotoren angetrieben werden. Während der Landung könnten diese invertiert laufen und eine Batterie aufladen, die zum Zeitpunkt der Landung des Flugzeugs höchstwahrscheinlich leer sein wird. Dies kann während des endgültigen Anflugs bis zum Ende des Rundlaufs nach dem Aufsetzen erfolgen. Es ist zu erwarten, dass jedes Elektroflugzeug ein hohes L / D aufweist. Daher ist es sinnvoll, Geschwindigkeitsbremsen einzusetzen, um einen steileren Anflug zu ermöglichen.

Ich wäre überrascht, wenn ein zusätzliches Gerät jedoch wirtschaftlich wäre. Dieses Aufladen muss durch das reguläre Antriebssystem erfolgen, da es sonst während des größten Teils des Fluges Eigengewicht hinzufügen würde.

Sie haben nach Formeln gefragt, aber ich kann hier nur einige Berechnungen auf der Rückseite des Umschlags bereitstellen. Zunächst muss gesagt werden, dass Propeller mit variabler Steigung als Windmühlen mies sind, weil ihr Sturz und ihre Verdrehung für den Windmühlenmodus falsch sind. Ich würde erwarten, dass ihr Wirkungsgrad bei etwa 30% liegt, was bedeutet, dass nur 30% der durch Luftwiderstand gewonnenen Energie in mechanische Energie umgewandelt werden, die den Elektromotor antreibt.

Als nächstes wird ein elektrischer Motor betrieben Motor als Generator erfordert wieder Kompromisse. Gute Motoren sind schlechte Generatoren, und eine Neuverdrahtung des Motors für eine bessere Generatorleistung beeinträchtigt den Wirkungsgrad bei normalem Gebrauch. Sie werden schnell mehr verlieren als Sie aus der kurzen Flugphase gewinnen, wenn der Motor invertiert läuft.

Nehmen wir nun an, Sie halten Ihr Antriebssystem auf höchstem Wirkungsgrad (z. B. 90%) und akzeptieren dies wandelt nur 10% der Widerstandsenergie in elektrische Energie um. Nehmen wir auch an, dass Ihr zukünftiges Solarflugzeug ein L / D von 30 hat, das für einen praktischen Ansatz auf 10 reduziert werden muss. Sie tun dies ab 1000 Fuß abwärts und verwenden den Windmühlenpropeller auch während des Rundlaufs. Die Anfluggeschwindigkeit beträgt $ v $, die Masse beträgt $ m $ und die Anfangsenergie des Flugzeugs beträgt $ 305 \ cdot m \ cdot 9,81 + \ frac {m} {2} \ cdot v ^ 2 $. Zwei Drittel der potentiellen Energie fließen in den Propellerwiderstand, und um großzügig zu sein, gehen wir davon aus, dass 100% der kinetischen Energie auch in den Propellerwiderstand fließen, obwohl die Bremskraft der Propeller bei niedriger Geschwindigkeit sehr schlecht ist und Unterstützung vom Rad benötigt Bremsen.

Jetzt ist es wichtig, wie schnell Ihr Flugzeug fliegt, da dies das Verhältnis zwischen potentieller und kinetischer Energie verschiebt. Um die Dinge einfach zu halten, werde ich mich auf die Energie beziehen, die für den nächsten Flug benötigt wird. 10% der vollen kinetischen Energie beschleunigen das Flugzeug auf weniger als ein Drittel seiner Fluggeschwindigkeit. Danach müssen die verbleibenden 91% der Energie, um $ v $ zu erreichen, durch Laden der Batterien zwischen den Flügen hinzugefügt werden.

Die elektrische Energie, die aus der potenziellen Energie gewonnen wird, hilft Ihnen, auf 60 Fuß zu klettern oder einen ebenen Flug bei $ v $ für eine Entfernung von 1800 Fuß aufrechtzuerhalten. Bei einem L / D von 30 fliegt das Flugzeug eine Strecke von 30.000 Fuß ohne Schub, und durch Bremsen extrahieren Sie die Energie für 20.000 Fuß, die Sie bei 10% Umwandlungseffizienz (und 90% Antriebseffizienz!) Übertragen wird nur 1800 ft.

Die meisten anderen Antworten konzentrieren sich auf den normalen Flug. Ihre (aktualisierte) Frage fragt speziell nach regenerativem Bremsen. Theoretisch ja ist es möglich, in der Praxis nein ist dies wirklich keine praktische Idee.

Konzentrieren wir uns zunächst auf den Abstieg von der Reiseflughöhe zum endgültigen Ansatz. Idealerweise erfolgt dieser Abstieg mit Triebwerken mit der niedrigsten Schubeinstellung (Flugleerlauf). Dies bedeutet, dass die Triebwerke die verschiedenen elektrischen und hydraulischen Systeme mit Strom versorgen, Druck ausüben und ein wenig Schub, da Sie dies nicht wirklich vermeiden können auf einem Jet. Theoretisch könnte dies mit einer Ram-Luftturbine geschehen (nehmen wir zunächst an, dass unser hypothetisches Flugzeug mit einer ziemlich großen Version ausgestattet ist, die alle oben genannten Systeme bequem antreibt, da eine typische RAT nur eine begrenzte Notleistung liefern kann). Dies erhöht jedoch den Luftwiderstand erheblich, und um die Geschwindigkeit aufrechtzuerhalten, ist das Abstiegsprofil steiler. Dies bedeutet wiederum, dass das Flugzeug eine längere Zeit in Reiseflughöhe verbringen muss, für deren Aufrechterhaltung Energie erforderlich ist.

Eine andere Sichtweise ist eine einfache Energiebilanz: Es gibt eine begrenzte Menge an potentieller Energie, und es spielt keine Rolle, ob Sie sie nur zur Aufrechterhaltung der Geschwindigkeit verwenden oder ob Sie sie verwenden um die Geschwindigkeit und für regeneratives Bremsen aufrechtzuerhalten, da die Gesamtmenge an Energie, die Sie daraus extrahieren können, immer gleich ist.

Natürlich gibt es einen Moment, in dem Flugzeuge bremsen müssen, und zwar nach dem Aufsetzen. Nehmen wir zunächst an, dass wir sehr umweltbewusst sind und keine anderen Bremsmittel als ein regeneratives Bremssystem verwenden. Das Flugzeug fliegt immer noch mit etwa 130 kt, 240 km / h oder 150 km / h. Wird uns das also viel Energie geben? Lassen Sie uns für einige Zahlen, die ich für eine Boeing 737-300 gefunden habe, eine Berechnung auf der Rückseite des Umschlags durchführen.

Nehmen wir an, wir landen mit einem Gewicht von 60 000 kg (in der Nähe von MLW) ​​mit auf 15 reduzierten Klappen, was eine Landegeschwindigkeit von 158 kt = 81,3 m / s ergibt. Die Menge an kinetischer Energie beträgt dann $ \ frac {1} {2} mv ^ 2 \ ca. 200 MJ $ (ja, das sind Mega-Joule!). Das ist viel Energie, oder?! Nicht wirklich. Kerosin (das ungefähr dem Düsentreibstoff entspricht) hat eine Energiedichte von etwa 46 MJ / kg. Wir sprechen von etwas mehr als 4 kg Kerosin in einem Flugzeug, das ungefähr 16.000 kg davon transportiert. Das heißt, wir regenerieren ungefähr 0,025% der Kraftstoffkapazität.

Ich überlasse es dem Leser, darüber nachzudenken, ob ein regeneratives Bremssystem wie dieses entworfen werden könnte dass der zusätzliche Kraftstoff, der aufgrund seines Gewichts und seiner Größe verwendet wird, unter 0,025% liegt.

Bearbeiten Lassen Sie uns die Berechnung in einem Flugzeug wiederholen, das tatsächlich die meisten erforderlichen Geräte (Batterien und Elektromotoren, die möglicherweise als Lichtmaschinen oder Dynamos dienen könnten) an Bord hat: den Solar Impulse 2. Es hat eine satte 4x41kWh Batteriekapazität (590MJ). Unter der Annahme, dass Start- und Landegeschwindigkeit gleich sind (20 kt = 36 km / h = 10 m / s) und bei einem Gewicht von 2300 kg beträgt die kinetische Energie bei der Landung 115 kJ. Dies sind 0,0195% der Batteriekapazität - ungefähr das gleiche wie in unserem B733-Beispiel! Und beachten Sie, dass dies wiederum davon ausgeht, dass die Propeller 100% der kinetischen Energie zurückgewinnen ... Diese Idee wird niemals funktionieren. (Zum Vergleich: Es sind weniger als zwei Sekunden Energie, die von der Sonne erzeugt wird Panels mit ihrer jeweiligen Spitzenbewertung)

Nein, denn aus der Sicht eines fliegenden Flugzeugs hat Wind keine Energie.

Windturbinen stehen auf dem Boden und die Luftmasse bewegt sich mit einer gewissen Geschwindigkeit an ihnen vorbei es hat kinetische Energie. Aber Flugzeuge bewegen sich relativ zum Wind, so dass der Wind der Restrahmen ist und keine Energie hat. Wenn das Flugzeug den Luftstrom und / oder den Stauluftdruck verwendet, verbraucht es seine Energie, nicht die des Windes¹.

Nun natürlich eine am Flugzeug montierte Turbine wird Energie produzieren. Aber es wird auf Kosten der Flugzeugeergie gehen. Wenn Sie unter Strom fliegen, kommt die Leistung von den Triebwerken, sodass es effizienter ist, sie direkt über einen am Zubehörantrieb montierten Generator zu extrahieren. Aber selbst wenn das Flugzeug im Leerlauf abfällt, geht es zu Lasten seiner potentiellen Energie, die ursprünglich von den Triebwerken während des Aufstiegs bereitgestellt wurde. Das frühere Abstellen des Motors und die Verwendung des gesamten Motors zum Ausgleich des Luftwiderstands während des Gleitens ist effizienter.

Dies gilt für ein solarbetriebenes Motorsegler wie für jedes andere Flugzeug. Es ist effizienter, die Motoren früher anzuhalten und im besten Gleitwinkel zu gleiten, als die Motoren länger laufen zu lassen und dann die Energie zu regenerieren, da weder die Umwandlung von elektrischer Energie in potentielle Energie über Motor und Propeller noch die Umwandlung von potentieller Energie in elektrische Energie über Turbine und Generator ist besonders effizient.

Und es gilt auch bei Verwendung von Thermik oder anderer Luft, um potenzielle Energie zu gewinnen. Es ist wieder effizienter, die Umwandlung der Energie zu vermeiden und einfach die Wärme zu verwenden, um an Höhe zu gewinnen und den Gleitflug zu verlängern, während elektrische Energie direkt von den Sonnenkollektoren entnommen wird.

Auch das Gewicht ist ein wichtiger begrenzender Faktor für Solarmotorsegler. Dies bedeutet, dass Sie nicht viele Batterien an Bord nehmen können, was wiederum bedeutet, dass regeneratives Bremsen nicht sehr nützlich ist, da Sie nicht viel Kapazität zum Speichern der Energie haben. Dies bedeutet auch, dass Sie eine spezielle Turbine vermeiden möchten, um Gewicht zu sparen. Sie können immer noch etwas Energie aus Windmühlenpropellern mit etwas geringerem Wirkungsgrad regenerieren. Aber wie erklärt, macht es nicht allzu viel Sinn.

Flugzeuge verwenden Turbinen nur im Notfall. Wenn alle Motoren ausfallen, wird die Stauluftturbine verwendet, um die wesentlichen elektrischen und hydraulischen Systeme anzutreiben. Es verkürzt die Gleitstrecke ein wenig, aber es lohnt sich, wenn keine anderen Stromquellen verfügbar sind.

Was den Wind betrifft, besteht die einzige praktische Verwendung des Windes darin, die Route so zu wählen, dass so viel Heck vorhanden ist Wind während der Kreuzfahrt wie möglich. Beispielsweise werden die Nordatlantik-Strecken regelmäßig angepasst, damit die Flüge in Richtung Osten den Jet Stream nutzen können. In gewissem Sinne nutzt dies die Windenergie, da das Flugzeug somit weniger Treibstoff verbraucht, um an sein Ziel zu gelangen.

¹ Energie ist eine seltsame Größe. Es wird in allen Trägheitsreferenzrahmen beibehalten, aber einige seiner Formen haben jeweils unterschiedliche Werte. Sie können einen Referenzrahmen auswählen, in dem Wind zwar Energie hat, dies jedoch weniger sinnvoll ist.

Aus den Gründen, die andere Antwortende gesagt haben, lohnt es sich normalerweise nicht, weil es nicht wirklich Windenergie ist, sondern die Energie des Flugzeugs.

Eine Situation, in der dies der Fall ist Es lohnt sich, Strom zu erzeugen, wenn es schwierig ist, Energie direkt vom Motor zu beziehen. Zum Beispiel hatte das Oldtimer-Flugzeug, das ich fliege, ursprünglich kein elektrisches System. Um ihre Funkgeräte und Transponder (heutzutage für den praktischen Flug unverzichtbar) mit Strom zu versorgen, wurden sie mit einer kleinen Turbine unter der Nase nachgerüstet. Es erhöht den Luftwiderstand des Flugzeugs geringfügig, aber die Alternative wäre, eine Lichtmaschine an einem Oldtimer-Motor anzubringen oder den Motor vollständig zu ersetzen, beides viel größere Modifikationen.

Ich habe auch Tourenflugzeuge gesehen, die Verwenden Sie kleine Windgeneratoren, wenn sie auf dem Flugplatz festgebunden sind, vermutlich, um die Batterie aufzufüllen. Der Generator ist in diesem Fall eine kleine Windkraftanlage auf einem vertikalen Mast, ähnlich wie Sie es auf einem Hausboot oder einem Wohnwagen sehen können. Sie werden vor dem Flug entfernt und verstaut, daher sind sie nicht ganz das, woran Sie denken, aber sie sind immer noch Flugzeuge, die Windkraft nutzen.

Ich denke, niemand hat Ihre Frage wirklich beantwortet. Ich werde es versuchen, soweit ich verstanden habe. (Ich frage mich immer noch, warum Sie ein Flugzeug brauchen, das mit nicht leeren Batterien gelandet ist, aber nehmen wir an, es ist für einen schnelleren Start von &?)

Zunächst ist es nur möglich, Windenergie (von sich bewegender Luft) zu ernten wrt Boden), wenn Sie Zugang zum Boden haben (Sie müssen die Schnittstelle zwischen den beiden sich bewegenden Objekten sein). Eine Windkraftanlage muss geerdet sein, ein Segelboot hat Kontakt mit dem Wasser usw. Bei einem Flugzeug ist dies offensichtlich nicht der Fall, so wie in anderen Antworten gesagt, ist es unmöglich, während des Fluges freie Windenergie zu sammeln .

Es ist jedoch möglich, die Windgeschwindigkeit zu verwenden, um einen Teil der Energie des Flugzeugs zu ernten. Erinnern wir uns, dass es in einem Flugzeug drei Hauptenergietanks gibt (ich werde A320 und TB20 (sorry, französischer Link für Nummern) verwenden, beide auf Kreuzfahrt in einer regulären Mission würde für jedes E-Flugzeug gut skalieren):

• Kinetische Energie (Impuls) - A320 = 2,2 GJ / TB20 = 3,5 MJ
• Potenzielle Energie (seine Höhe in der Erde Schwerefeld) - A320 = 7,7 GJ / TB20 = 66 MJ
• Kraftstoffenergie (erforderlich, um mindestens 1000 nm gegen die Widerstandskraft plus die oben genannten Werte abzudecken) - A320 = 180 GJ. / TB20 = 1000MJ

Wie Sie sehen können, stellt die Treibstoffenergie in einem klassischen Flugzeug die potenzielle Energie um etwa 20 zu 1 in den Schatten und das Potenzial übertrifft die kinetische Energie um etwa 10 zu 1. Es ist der Reiseteil, der am meisten kostet, und leider sind Flugzeuge ausdrücklich für Reisen konzipiert: D

Da das, was Sie früher (gegen den Luftwiderstand) gereist sind, niemals wiederhergestellt werden kann kann nur die überschüssige Kinetik und das Potenzial am Ende der Mission sein. Sie schlagen vor, den Abstieg und die Landung mit den Windkraftanlagen durchzuführen. Nehmen wir an, Sie haben die Windkraftanlage für diesen Job. Sie dürfen kinetische Energie nur während des Anflugs und der Landung und potenzielle Energie während des Abstiegs mit konstanter Geschwindigkeit wieder sammeln. Selbst wenn Sie es schaffen, die gesamte Energie zurückzugewinnen, erhalten Sie nur ~ 5% von dem, was Sie in Ihrer gesamten Mission verwendet haben! (und ich habe überall 100% Effizienz verwendet, das gesamte System sollte nahezu 20% effizient sein einschließlich Turbine, Generatoren, Aggregat, Batterien usw., also sprechen wir wirklich von 1% Nettoenergierückgabe.

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Das heißt, dort könnte eine Verwendung für eine Windgeschwindigkeitsturbine in sehr spezifischen Missionen sein, aber Sie würden wahrscheinlich. Lassen Sie die Sonnenkollektoren fallen. Ich denke an Fallschirmspringer. Mission: Gehen Sie sehr schnell hoch, lassen Sie Ihre Freunde fallen, steigen Sie ab, wiederholen Sie.

Dafür ist der Energiebedarf nicht sehr hoch, da Sie nicht reisen . Ich denke eine Missionsanforderung von 2x Topf. Energie für:

• Geschwindigkeit erreichen
• In die Höhe klettern
• Schlagen Sie den Widerstand beim Klettern, aber nicht beim Reisen. Dann haben Sie 1x Pot. Energie + 1x kinetische Energie, um sich zu erholen, und die Zahlen ändern sich ein wenig: Es stehen 50% der Energie zur Verfügung, um sich zu erholen. Bei einem Wirkungsgrad von 20% können also etwa 10% des gesamten Inputs zurückgesetzt werden.

Ich sage, lassen Sie die Solarmodule fallen, da dies sehr energieintensiv ist und Solarmodule einfach eine zu niedrige Energiedichte haben.

Hinweis: Energiedichte von Ein System ist voller Energie / Masse an Bord. Bei Batterien und Kraftstoff ist dies unkompliziert, bei Sonnenkollektoren ist es anders: Je länger die Mission, desto mehr Energie wird produziert, desto höher ist die Leistungsdichte. Diese Mission ist so kurz, dass sie sich nicht lohnt.

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TL; DR : Wenn Sie keine sehr seltsame Mission haben, gibt es einfach nicht genug Energie (~ 1%) ) zu sammeln, um es wert zu sein, ein paar Windturbinen für eine ganze Reisemission mitzubringen.

Flugzeuge bewegen sich ziemlich schnell (in einigen Fällen sehr schnell) und haben viel Luftwiderstand. Sie verbrauchen also viel Energie, nur um zu kreuzen.

Durch regeneratives Bremsen können Sie als absolute Obergrenze die gesamte kinetische Energie und die potenzielle Energie der Gravitation erfassen, die das Flugzeug zu Beginn seines Abstiegs hat (offensichtlich gibt es diese) dann auch eine Effizienzüberlegung, so dass es tatsächlich weniger als diese sein wird). Die Arbeit, die Sie während des Fluges geleistet haben, um den Luftwiderstand bei Reisegeschwindigkeit zu überwinden, ist weg, egal was passiert. Als erstes: Jeder Widerstand, den Ihr Doohickey dem Flugzeug hinzufügt, während er nicht bremst, kostet während des gesamten Fluges Energie. Nehmen wir an, dass es irgendwie verstaut ist, genau wie es ein Fahrwerk sein kann, und nehmen wir an, dass es das Flugzeug ein wenig aufblähen wird, aber die Aerodynamik nicht völlig ruinieren wird.

Nun zu einem typischer Flug Welcher Anteil des verbrauchten Treibstoffs wird verwendet, um Reiseflughöhe und -geschwindigkeit zu erreichen? Ich weiß es nicht genau und es hängt natürlich unter anderem von der Länge des Fluges ab, aber ich bin sicher, dass einige echte Piloten mit groben Zahlen einspringen könnten.

Die Energie zum Aufstehen ist eine Obergrenze (wieder gibt es Ineffizienz in den Motoren), wie viel Energie Sie aus dem Prozess des Herunterfahrens extrahieren können. Dieser Anteil an Kraftstoff, der zum Aufstehen verwendet wird, legt eine absolute Obergrenze für den Anteil fest, um den regeneratives Bremsen möglicherweise den Gesamtenergiebedarf Ihres solarbetriebenen Flugzeugs verringern kann. Und das ist, bevor Ineffizienzen beider Prozesse (der Motoren und der regenerativen Bremsen) berücksichtigt werden. Um einige Zahlen vollständig zu erfinden, wird angenommen, dass der Start 25% des Kraftstoffs für eine bestimmte Fahrt und der kombinierte Wirkungsgrad 50% beträgt. Dann könnte das regenerative Bremsen den Energiebedarf möglicherweise um 12,5% senken. Dies scheint auf den ersten Blick lohnenswert zu sein, aber (a) ich habe eine meiner Meinung nach zu große Anzahl ausgewählt, und (b) wir haben noch nicht für den Mechanismus bezahlt, der dies tut.

Können die Batterien (oder was auch immer), die die Energie von den Bremsen speichern, mehr Energie speichern, als es kostet, sie dem Flugzeug hinzuzufügen, wodurch ein größeres Gewicht in die Höhe gebracht wird und die Energie während der Fahrt verloren geht? zu dem zusätzlichen Widerstand, der durch die Einbeziehung des gesamten Systems entsteht? Im schlimmsten Fall, in dem dies nicht möglich ist, haben Sie durch Hinzufügen von regenerativem Bremsen einen Nettoverlust erzielt.

Regeneratives Bremsen funktioniert für Autos recht gut, insbesondere beim Fahren in der Stadt, da sie häufig langsamer werden und sie daher langsamer werden Ansonsten verteilen wir viel unerwünschte kinetische Energie als Wärme. In grober Näherung werden Flugzeuge nur einmal pro Fahrt langsamer. Und ich glaube, es ist schwieriger, die Energie effizient zu erfassen, wenn Sie gegen Luft bremsen, als gegen statische Reibung auf der Straße, und daher wird die Effizienz des Systems im Flugzeug viel geringer sein als die für einen Wagen. Ich glaube also nicht, dass Ihr Plan derzeit in einem guten Zustand ist :-)

Der normale Weg, die Energie der Luft in einem Flugzeug zu nutzen, ist ein Segelflugzeug .

Der Wikipedia-Artikel behandelt es ziemlich gut: find Ein Bereich, in dem die Luft aufsteigt und zum Anheben des Flugzeugs verwendet wird. Es gibt keine ausgefallene Energieumwandlung im Flugzeug, alles wird direkt von den Hebeflächen erledigt.

Solarbetriebene Flugzeuge wurden gebaut, obwohl die notwendigen Kompromisse bedeuten, dass dies nicht der Fall ist doch beliebt. Einige Technologieunternehmen prüfen die Möglichkeit von automatisierten Hochleistungs-Solarflugzeugen als Funkrelais für die Verbindung abgelegener Gebiete mit dem Internet.

Sehr kurze Antwort

Ist es sinnvoll, Windenergie in einem Flugzeug zu nutzen?

Ich nehme an, Sie meinen als "Windenergie", indem Sie dem "Luftstrom" Energie entziehen. Theoretisch ja, nur im Abstieg, wenn Sie ein Design nachweisen können, das Vorteile in Bezug auf Energie, Komplexität und Wirtschaftlichkeit bringt. In der Praxis haben Sie mit Ihrer Lösung sehr schmale Ränder, und nur " ein Fall " beim Ernten von Energie ist sinnvoll.

Etwas länger Antwort

Lassen Sie uns die Idee analysieren:

... ein Elektroflugzeug zu bauen, dessen Energie von Sonne und Wind kommt, während das Flugzeug landet.

Während das Flugzeug landet, steigt es von der "Reiseflughöhe" zum Flughafen ab. Theoretisch würde es keine "zusätzliche Energie" benötigen, da Sie viel potentielle Energie haben, könnten Sie diese potentielle Energie einfach verwenden, um zum Flughafen zu "gleiten", ähnlich wie bei Segelflugzeugen. Ein wichtiger Hinweis für die Energie, um in die "Reiseflughöhe" zu gelangen, wurde bereits verbraucht. Solar Impulse 2 ist beispielsweise das Klettern und Aufladen die Batterien tagsüber und gleiten und verwenden nachts die Energie aus den Batterien . Unterschätzen Sie nicht die Effizienz des Gleitmanövers über Nacht. Mit der Höhe gewinnen Sie viel potenzielle Energie! Sie würden nicht die gleiche Energie gewinnen, wenn Sie sie aus dem Luftstrom gewinnen, da Sie diese potenzielle Energie in elektrische Energie mit einer Transformationskette umwandeln, die Ihnen einige Verluste bringt.

Das heißt, der eine Fall Wenn es sinnvoll ist, beim Abstieg Energie zu gewinnen, müssen Sie in "kurzer" Zeit etwas an Höhe verlieren (nicht gleiten zum Boden, was am meisten wäre effiziente Lösung). In diesem Fall ist es wünschenswert und möglich, etwas Energie zu "ernten". Sie schlagen Folgendes vor:

Anstatt Spoiler als Luftbremsen zu verwenden, könnten diese separat montierten Windturbinen gleichzeitig Luftwiderstand und Kabelbaumenergie hinzufügen. Mit anderen Worten, regeneratives Bremsen.

Dies ist richtig. Dies geschieht auf ähnliche Weise wie bei Ram Air-Turbinen in Notsituationen (ohne Strom) bei größeren Jets . In einem Propellerflugzeug mit variabler Steigung können Sie theoretisch die Steigung des Propellers ändern, damit sie als Windmühlen funktionieren, sodass Sie keine zusätzliche Komplexität und kein zusätzliches Gewicht hinzufügen müssen. Wenn Sie einen Elektromotor haben, der die Propeller antreibt, können Sie ihn möglicherweise als Generator verwenden. Wenn Sie "Windkraftanlagen" oder ein zusätzliches System hinzufügen, sollten Sie Folgendes sicherstellen:

• Die Energie, um das zusätzliche Gewicht des Systems während der gesamten Mission zu fliegen, ist geringer als die Energie, die Das System hilft Ihnen beim Ernten.
• Die Kosten für die geerntete Energie helfen Ihnen, die Kosten des Systems in angemessener Zeit auszugleichen.

Ein letzter Hinweis: Spoiler werden nicht nur zum Hinzufügen von Luftwiderstand verwendet, sondern auch zum Reduzieren des Auftriebs . Der Hauptanwendungsfall hier ist der Abstieg (Notfall oder nicht)!

Flugzeuge erzeugen Auftrieb durch Erhöhen der Fluggeschwindigkeit, während Winderntemaschinen Strom durch Verringern der Fluggeschwindigkeit erzeugen, sodass sie miteinander konkurrieren.

Angenommen, es gäbe eine Möglichkeit, dieses Problem zu vermeiden Diese Energie muss ebenfalls gespeichert werden, und Batterien mit großer Kapazität sind nicht mit den Anforderungen eines Flugzeugs an hohe spezifische Energie und hohe spezifische Leistung kompatibel.

Mein Unternehmen hat gerade ein Patent für ein Energiezellen-Regenerationssystem für elektrisch angetriebene Flugzeuge erhalten (9. Mai 2017).

Ein richtig entworfenes und effizientes Regenerationssystem kann die unerschwingliche Physik so weit umdrehen, dass ein Nettogewinn erzielt wird, und eine lohnende Ergänzung zu einem Elektroflugzeug sein. Ein Schlüssel besteht darin, einen Bereich mit niedrigerem Druck unter einem Venturi mit Verkleidung zu entwerfen und einen Teil der Propellerexplosion im Flug (es gibt einige) zu nutzen, die um den Rumpf herum tornadiert, aber unter der Verkleidung ist zusammen mit der Geschwindigkeit des Flugzeugs eine Quelle der Kinetik Energie.

Die Turbine ist zentrifugal konstruiert und unter einer Blase versteckt, wodurch das System bei Nichtgebrauch nahezu schleppfrei ist. Die PMA kann 3 kW produzieren und wiegt 19 Pfund. Das gesamte System wiegt 31 Pfund und enthält einen Mosfet-Controller und einen Buck-Boost-Wechselrichter, deren Design denen des Toyota Prius ähnelt. Es gibt ein leichtes Maxwell-Superkondensatormodul als "Ladegerät". Der vom System erzeugte Strom lädt einen wahrscheinlich Lithium-Akku, der zum gleichzeitigen Laden und Entladen (siehe Patent) ausgelegt ist, über einen von der Steuerung verwalteten Algorithmus. Je leichter wir das System herstellen und den Ladevorgang beschleunigen können, indem wir den Innenwiderstand des Akkus verringern, desto effizienter und praktischer wird es.

Wir durften es nicht im Flug testen, aber Berechnungen, die von einem Cessna 152-Maultier abgeleitet wurden, weisen auf ein gutes Regenerationspotential hin. Es kann als Rettungssystem, während des Abstiegs oder wenn es praktisch ist, die Propellerneigung anzupassen. Die Reaktion von Laien und Ingenieuren war negativ, bis sie die Erfindung sorgfältig studierten. Dann scheint der Konsens zu lauten: "Das sollte definitiv weiterentwickelt werden." . Patent ist auf dem Markt. Patent Nr. US 9,643,729 B2

Dies ist integriert und fast obligatorisch.

Ihre Frage hat eine eingebaute Annahme: Regenerieren Energie ist nützlich. Der einzige Weg, wie es nützlich wäre, wäre, wenn das Antriebssystem (oder ein Teil davon) elektrisch wäre. Daher müssen wir uns per Definition auf ein Flugzeug mit elektrischem Antrieb beziehen .

Vermutlich werfen wir auch keine Technologie aus den 1880er Jahren in den Himmel. Das heißt, wir verwenden Wechselstrommotoren mit Flussvektorantrieb, d. H. Große Halbleiter, die 3-Phasen-Sinuswellen aus Gleichstrom synthetisieren.

Wenn die Antriebsfrequenz der Motordrehzahl entspricht, ist dies inert - es fließt kein Strom und es wird kein Schub erzeugt. Bei einer höheren Frequenz wird Strom angelegt. Wenn es noch höher ist, wird mehr Leistung angelegt. Wenn es langsamer ist, regeneriert es sich. Wenn es langsamer ist, regeneriert es mehr.

Wenn Sie also einen Wechselstromantrieb haben, haben Sie bereits Regen. Erledigt!

Es wird im Wesentlichen Schub umgekehrt sein. Wo können Sie das verwenden? Die Gleitpisten sind sehr flach ausgelegt, sodass Sie normalerweise bis zum Ende Strom benötigen. Schauen Sie sich an, wie sie die C-17 fliegen, sie müssten Ansätze so umgestalten, dass sie auch exklusiv für Elektrik- und Schubumkehrmaschinen wie die C-17 sind.