Propeller in irgendeiner Form sind wirklich die einzige Option. Dies ist derzeit der einzige effiziente Weg, um mit Luft als Medium Schub zu erzeugen. Sogar Düsentriebwerke sind in gewisser Weise nur ein sehr ausgeklügeltes Propellersystem.

1. Der Grund für die Turbine besteht darin, eine Umgebung zu schaffen, in der Kraftstoff effizient verbrannt werden kann ( saugen, quetschen) , Bang, Blow ), um so viel Schub wie möglich zu erzeugen. Daher ist dies in einem Elektroflugzeug irrelevant. Vielleicht interessieren Sie sich für den Airbus E-Fan, bei dem Kanalpropeller die Effizienz steigern. Es ist jedoch immer noch "nur" ein Propeller mit einem Elektromotor in der Mitte.

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Sie können wählen, welchen Antrieb Sie bevorzugen, müssen aber die Konsequenzen akzeptieren. Eine elektrische Turbine ist einfach zu bauen, benötigt jedoch viel Strom zum Erwärmen des Kernstroms. Anstelle von Brennern müssen Sie Heizelemente installieren, die einen längeren Strömungsweg und mehr Volumen zwischen Kompressor und Turbine erfordern, aber im Großen und Ganzen sieht das elektrische Turbinentriebwerk einem brennstoffbetriebenen ähnlich.

Sie können auch alle Turbomaschinen entfernen und den Lüfter nur mit einem großen Elektromotor antreiben. Aber das hätte einen geringeren Wirkungsgrad als das Drehen eines Propellers. Nur wenn Ihre Fluggeschwindigkeit Überschallpropellerspitzen verursacht, könnte ein elektrisch angetriebener Lüfter eine bessere Alternative sein.

Daher bei Geschwindigkeiten unter Mach 0,7 Propellern geben Ihnen mehr Schub pro kW Leistung, und ihre Effizienz ist am besten bei niedrigen Geschwindigkeiten. Die viel geringere Energiedichte des elektrischen Speichers erfordert einen Flug mit niedriger Geschwindigkeit, oder Ihre Flugzeit ist sehr kurz. Daher sind Propeller die beste, aber keineswegs die einzige Lösung.

Eine potenziell noch effizientere Methode könnten Ionentriebwerke sein, bei denen eine Hochspannung zum Ionisieren und Beschleunigen von Luft verwendet wird um Schub zu erzeugen. Konstruktionen mit ionischen Triebwerken würden die gesamte Flugzeugzelle für die Schuberzeugung nutzen und müssten mit Zehntausenden von Volt betrieben werden, aber ihr potenzieller Wirkungsgrad übertrifft theoretisch sogar den von Propellern mit niedriger Geschwindigkeit. Der verlinkte Artikel ist dem MIT jedoch peinlich. Ein 1-kW-Strahltriebwerk, das nur 2 N Schub erzeugt, muss sehr schnell fliegen (500 m / s, um genau zu sein), während die 110 N, die für das Ionenstrahlruder bei gleicher Leistung angegeben wurden, bedeuten, dass es sich nicht schneller als 9 m hätte bewegen können / s.

In einem elektrisch angetriebenen Motor befinden sich keine heißen Verbrennungsgase. Das einzige Gas, das Ihnen zur Verfügung steht, ist die Luft um Sie herum, und eine Art Propeller ist der logischste Weg, um diese Luft zu beschleunigen.

Mit der Düse, die Sie sich vorstellen, können Sie einen großen, langsamen Strom drehen von Luft in einen schnelleren, aber kleineren Luftstrom. Dies kann keinen Schub für sich selbst liefern, da es sich nicht um ein angetriebenes Motorteil handelt.

Abluftventilatoren anstelle von externen Propellern erhöhen die Leistung bei hohen Geschwindigkeiten, sodass die meisten Probleme umgangen werden.

Sie werden nicht wirklich Treibstoff UND Batterien mitnehmen wollen, daher ist eine Art Abluftventilator die beste Lösung für ein Hochgeschwindigkeitsflugzeug.

Sie sehen zwar wie Düsentriebwerke aus, sind jedoch im Grunde nur Propellermotoren in einem Rohr, sodass sie den Luftstrom besser steuern können, was bei hohen Geschwindigkeiten zu Problemen für freiliegende Requisiten führen kann.

Für Ihre Anforderung, eine Batterie für leises Starten und Landen zu verwenden, wären elektrisch angetriebene Propeller (oder Abluftventilatoren) sicherlich gut genug.

Die Anforderung, die Sie für 350 bis 550 Meilen pro Stunde erwähnt haben, ist wirklich nur Für Kreuzfahrten, bei denen vermutlich ein Turbofan (oder möglicherweise ein Turboprop) verwendet wird - und gleichzeitig die Batterie aufgeladen wird.

Ich würde also vermuten, dass Sie einen ziemlich leistungsstarken Abluftventilator wünschen, der von angetrieben werden kann entweder Elektromotor für Stille oder von einer herkömmlichen Turbine auf Kreuzfahrt - ein bisschen wie ein Turboprop. Die Frage ist dann, wie Sie einen Austausch zwischen den beiden Stromquellen arrangieren. (Ich gehe davon aus, dass zwei Motorsätze nicht möglich wären, obwohl dies vielleicht möglich sein könnte.)

(Bearbeitet, um hinzuzufügen ... Ihre Elektromotoren benötigen zum Abheben noch die volle Leistung. Warum also nicht den Motor laufen lassen? die ganze Zeit und verwenden Sie ein Hilfsturbinentriebwerk, um die elektrische Energie während der Fahrt bereitzustellen? Nicht anders als bei einem Hybridauto.)

Der Hauptunterschied zwischen Luft und Wasser besteht darin, dass die zweite nicht komprimiert werden kann, während die erste kann und wenn Sie dies tun, erwärmen Sie sie und verlieren dabei eine gewisse Menge an Energie. Je mehr Sie es komprimieren und je länger Sie warten, bevor Sie es freigeben, desto mehr Energie verlieren Sie.

Ein Propeller komprimiert auch die Luft: Dies ist notwendig, um sie zu beschleunigen, ermöglicht jedoch hohe Luftgeschwindigkeiten bei minimaler Kompression. Es ist auch ein sehr einfaches und leichtes Design, außerdem ist eine der Motive für einen internen Wasserkompressor die Möglichkeit, ihn zu filtern, was mit Luft nicht erforderlich ist.