Электрогидроприводы — простенькие схемы

A380
http://s49.radikal.ru/i123/110 ...
http://s003.radikal.ru/i203/11 ...

Boeing 787
http://s56.radikal.ru/i152/110 ...

F-35
http://s61.radikal.ru/i173/110 ...

любитель авиации
С опозданием, но замечу: в шариках для гольфа используется как раз похожий принцип - там за счёт вмятин на поверхности шарика существенно снижается сопротивление воздуха, т.к. по всей поверхности шарика возникают локальные завихрения...

А наши самолёты как раз делают по принципу шариков для гольфа. Одни вмятины и никаких выпуклостей. Все удивляются, как это вообще может летать. Но ведь летает, и довольно неплохо.. ) Мож стоит задуматься? ))

Электрогидроприводы — простенькие схемы

A380
http://s49.radikal.ru/i123/110 ...
http://s003.radikal.ru/i203/11 ...

Boeing 787
http://s56.radikal.ru/i152/110 ...

F-35
http://s61.radikal.ru/i173/110 ...

2ip
я ошибся, сотрите лишнее, пожалуйста

посмотрел, спасибо
на Ан-148 тоже подобные приводы уже появились, однако)))

Ан-148 - агрегаты системы автоматического управления полетом
http://www.fed.com.ua/ru/index ...

По электрическому самолету (ЦИАМ ©)
Работы по этому направлению в Европе и США проводятся по многочисленным комплексным программам, в том числе:
РОА — Power Optimized Aircraft (осуществляется фирмами Liebherr, RR, Hispano-Suize, Goodrich, Volvo Aero, MTU);
МОЕТ — More Open Electrical Technology (продолжение программы РОА, начало — 2006 г.);
ЕТАР — European Technology Acquisition Programme (MTU, Fiat Avio, ITR, Volvo Aero, Snecma);
MEI — More Electric Initiative (исследовательская лаборатория во­оруженных сил США; имеет направления: МЕА — More Elec­tric Aircraft (более «электрический» самолет) и МЕЕ — More Electric Engine (более «электрический» двигатель).

Фирмы-разработчики самолетов, двигателей и их систем выпол­няют собственные программы:
Boeing — замена приводимых от двигателя гидронасосов на элек­троприводные;
MTU — Predictive Engine Control (создание электрических систем управления для двигателей военной авиации);
Snecma — замена на ГТД гидравлических источников мощности на электрические;
Rolls-Royce — применение электроприводов, встроенного стартера-генератора, магнитных подшипников;
PW Canada — применение интегрированного стартера-генератора, интегрированной электроэнергетической системы самолета на ТРДД PW610F, ТРДД JT15d-5c;
Hamilton Sundstrand — разработка электроприводных быстроход­ных топливных и масляных насосов, электрической ВСУ, элек­трической системы кондиционирования;
Lucas Aerospace — разработка электроприводного шестеренного топливного насоса со сдвоенными шестернями (G = 7000 кг/ч, п = 15 000 об/мин, N = 30 кВт);
Honeywell — разработка встроенного стартера-генератора, созда­ние полностью электрической силовой установки;
Turbomeca — совместно с Eurocopter работает над проблемами «электрического» двигателя для вертолетов, системами управ­ления с электрическим приводом;
Hispano-Suiza — разработка топливного насоса с электрическим приводом мощностью 45 кВт, управляемого электрической сис­темой дозирования и подачи топлива (EFPMS— Electric Fuel Pumping and Metering System), которая подключена к системе FADEC.

Для разработки электрических технологий объединение Safran в 2004 г. создало Центр силовой электроники. По заявлению руковод­ства центра, к 2007 г. уже достигнуты те же показатели по массе для систем с электрическими технологиями, что и для традиционных сис­тем, однако электрические конструкции уже обеспечивают большую надежность, планируется получение меньшей массы.

Задачи центра по программам SPEC и Amperes на 2010-12 гг. — создать для среднемагистральных самолетов электрические системы более компактными (четырехкратное снижение массы и объема) при увеличении их надежности и улучшении термической эф­фективности.
Эти проекты предусматривают сотрудничество нескольких ком­паний по четырем проектам: система силовой установки (Snecma Hispano-Suiza, Aircelle); система посадки (Messier-Dowty, Messier- Bugatti, Hispano-Suiza, Sagem Defense Securite); полностью электриче­ский привод систем управления крыла (Sagem Defense Security, Hispano-Suiza); система распределения электрической энергии (Labi- nat). Программы SPEC и Amperes — взаимодополняющие: SPEC разрабатывает технологии, а конструкторские решения разрабаты­вает Amperes.

По электрическому самолету (ЦИАМ ©)
1) Boeing 787 электрические системы: http://s49.radikal.ru/i123/110 ...
2) Trent 500 — системы «электрического» демонстратора: http://s016.radikal.ru/i336/11 ...
3) Интеллектуальный двигатель http://s48.radikal.ru/i122/110 ...
4) Принципиальная схема распределенной САУ http://i042.radikal.ru/1108/80 ...

"Hispano-Suiza — разработка топливного насоса с электрическим приводом мощностью 45 кВт, управляемого электрической сис­темой дозирования и подачи топлива (EFPMS— Electric Fuel Pumping and Metering System), которая подключена к системе FADEC."

не могу понять смысл конкретно этой затеи

Смысл, (по моему мнению) в том, что остается один насос высокого давления - шестеренный или центробежный, который приводится во вращение регулируемым электроприводом. FADEC управляет оборотами привода, тем самым дозируя топливо. В результате этого, на низких режимах не надо перепускать топливо и оно не греется. Также увеличивается ресурс насоса - он, например на крейсерском режиме, работает на 50% оборотах от максимальных, а не на 90%, как для привода от КВД.
Ну и по массагабаритным характеристикам может быть выигрыш, но это зависит от надежности электропривода (если его резервировать масса вырастет). Ну и в изготовлении проще - нет прецензионных золотниковых пар. В общем как-то так...

резервировать придётся, к бабке не ходи
и по питанию, думаю, тоже...
а для управления давлением вполне достаточно коловратный насос поставить)))

Ну и самое главное я в своем предыдущем посте упустил: коробки приводов на "электрическом" двигателе не будет вообще.

Ну а если взять коловратный насос наподобие агр.890 (или 980 позабыл уже) то ему давление около 50 атм - (нужно преодолеть давление в камере сгорания + перепад на форсунках) несколько многовато. Да и обороты у коловратников обычно 2000 - 3000 об/мин. Максимальные, про которые слышал - около 4500 обмин (за исключением короткоресурсных). По габаритам большой коловратник чуть меньше, чем шестеренный на тот же расход. Но коловратник дороже, в СССР стоил аж рублей 87 за шт.

Если судить по мощности, то возможно Hispano-Suiza планирует поставить ЦН. Его можно больше раскрутить и получить выигрыш в весе электропривода.

Жаль, что из-за бугра на форуме чаще всего объясняют, как мы здесь живем, а про то чем сами занимаются молчат, как партизаны...

nikkil
Смысл, (по моему мнению) в том, что остается один насос высокого давления - шестеренный или центробежный, который приводится во вращение регулируемым электроприводом. FADEC управляет оборотами привода, тем самым дозируя топливо. В результате этого, на низких режимах не надо перепускать топливо и оно не греется. Также увеличивается ресурс насоса - он, например на крейсерском режиме, работает на 50% оборотах от максимальных, а не на 90%, как для привода от КВД.
Ну и по массагабаритным характеристикам может быть выигрыш, но это зависит от надежности электропривода (если его резервировать масса вырастет). Ну и в изготовлении проще - нет прецензионных золотниковых пар. В общем как-то так...

Принцип давно понятен - упрощение системы и увеличение единичной мощности агрегата. Внешне очень красиво и логично. Проблема только в одном - надёжность системы управления. Если систему управления с жёсткой логикой можно сделать с очень большой надёжностью, то программируемая логика (при всех своих плюсах) оставляет за собой простор фантазии в возможных отказах и глюках.

Для Михаил_К
В общем Вы безусловно правы. Но в конкретном случае есть небольшие нюанс.
FADECу в общем то все равно, чем управлять: электроклапанами и электрогидропреобразователями, (как например на SAM146) или регулируемым электроприводом. Разница только в интерфейсах.

Если проводить грубую аналогию: на современном двигателе заклинил насос, срезало рессору - двигатель (ГТД) встал.
На "электрическом" двигателе сгорел силовой транзистор вентильного электропривода, который крутит насос и аналогично - двигатель (ГТД) встал.
Пока (ПМСМ) первый вариант менее вероятен чем второй.

nikkil
Для Михаил_К
В общем Вы безусловно правы. Но в конкретном случае есть небольшие нюанс.
FADECу в общем то все равно, чем управлять: электроклапанами и электрогидропреобразователями, (как например на SAM146) или регулируемым электроприводом. Разница только в интерфейсах.

Если проводить грубую аналогию: на современном двигателе заклинил насос, срезало рессору - двигатель (ГТД) встал.
На "электрическом" двигателе сгорел силовой транзистор вентильного электропривода, который крутит насос и аналогично - двигатель (ГТД) встал.
Пока (ПМСМ) первый вариант менее вероятен чем второй.

Проблема не в явном отказе, а в нарушении запрограммированной логики управления из-за невыявленной ошибки в софте или сбоя (некорректные данные от управляемого объекта, например). Измениться внезапно коэффициент передачи управляющего воздействия и может не повезти...

Для Михаил_К
Давайте вместе с Вами рассмотрим возможную альтернативу электронной системы регулирования расходом топлива для "электрического" ГТД:
Механической связи с ротором нет, использовать гидромеханический регулятор или ограничитель оборотов, следовательно нельзя.
Дроссельного крана, чтобы пилоту таскать его РУДом вручную тоже нет.
Единственная возможность, ограничить максимальный расход топлива (при не выявленном отказе электроники) - это по превышению суммарной степени сжатия в компрессоре. Весь вопрос в том хватит этого двигателю или нет...
Остается только пилоту (или блоку контроля) выключить двигатель с отказавшей/заглючившей электроникой и лететь без него. Или переключать электропривод на постоянные обороты.

nikkil
Для Михаил_К
Давайте вместе с Вами рассмотрим возможную альтернативу электронной системы регулирования расходом топлива для "электрического" ГТД:
Механической связи с ротором нет, использовать гидромеханический регулятор или ограничитель оборотов, следовательно нельзя.
Дроссельного крана, чтобы пилоту таскать его РУДом вручную тоже нет.
Единственная возможность, ограничить максимальный расход топлива (при не выявленном отказе электроники) - это по превышению суммарной степени сжатия в компрессоре. Весь вопрос в том хватит этого двигателю или нет...
Остается только пилоту (или блоку контроля) выключить двигатель с отказавшей/заглючившей электроникой и лететь без него. Или переключать электропривод на постоянные обороты.

Вы постоянно рассматриваете ситуацию с явным отказом, такие варианты сейчас уже вроде не упускают в разработке и отладке системы управления. Меня беспокоит вариант некорректного исполнения команды, проявляющегося в виде нарушения коэффициента передачи командного усилия. Например, штатная команда на уменьшение режима двигателя при посадке выполняется с более значительным снижением режима двигателя, чем это предусмотрено алгоритмом ПО. Чтобы не получилось ситуация, подобная катастрофе А-320, когда воздействие пилота на джойстик ограничивалось по реальному перемещению рулевых поверхностей (в обсуждаемом варианте, в роли экипажа А-320, становится сама система управления).
Если говорить об аварийных ситуациях, когда отдельные параметры выходят за допустимые пределы, то в такой ситуации поможет аварийная жёсткая логика. Только речь идёт о ситуации, когда все формальные параметры находятся в эксплуатационных пределах.

объясните мне, насколько выигрышен подход к конструированию ГТД без коробки приводов?
не спорю по поводу электронного управления, расширяет возможности регулирования, но силовой привод с двойным преобразованием энергии?

ip | форум автора сообщения
объясните мне, насколько выигрышен подход к конструированию ГТД без коробки приводов?
не спорю по поводу электронного управления, расширяет возможности регулирования, но силовой привод с двойным преобразованием энергии?

Проще конструкция, плотнее компоновка, снижение энергопотребления на собственные нужды. А то, что двойное преобразование может быть более выгодным, ещё С. В. Ильюшин доказал при проектировании Ил-28 (Ил-К6 называется изделие).

можно вкратце про ИЛ-К6?
спасибо!

ip
можно вкратце про ИЛ-К6?
спасибо!

Кормовая огневая точка, "спарка" 23 мм пушек. В модернизированном виде "дожила" до Ил-76 (включительно). Пушки имеют дистанционное управление, привод гидравлический, а привод качающихся помп - электрический (пардон за каламбур). Получилась компактная система с высокими параметрами.

В дополнение к предыдущему посту. Рассматривался электрический привод и гидравлический. Электрический был тяжёл и не устроил Ильюшина (скорее всего из-за использования такой схемы на Ту-4). Гидравлический был легче, но уступал по живучести. Когда предложили комбинированный привод, то Ильюшин сразу его не принял. Только после того, как стало ясно, что эта схема оптимальная он на неё согласился.

ip
объясните мне, насколько выигрышен подход к конструированию ГТД без коробки приводов?
не спорю по поводу электронного управления, расширяет возможности регулирования, но силовой привод с двойным преобразованием энергии?

Если говорить о конкретных цифрах то (по опубликованным данным разумеется) внедрение "электрических" технологий на Boeing 787 позволило экономить аж целых 3% топлива -).
Насколько будет выигрыш по весу, когда уберут коробку приводов будет зависеть от объема резервирования, и окончательно это будет ясно на "рабочем" двигателе, а не на прототипе (ПМСМ). Предварительные цифры озвучивались, но я их к сожалению не помню.
Насчет двойного преобразования выигрыш в том, что привод регулируемый, с переменной частотой вращения.
Например - при приводе агрегатов от коробки приводов довольно часто были вынуждены использовать в качестве топливных насосов высокого давления плунжерные насосы с переменной производительностью.

Михаил_К
.... Например, штатная команда на уменьшение режима двигателя при посадке выполняется с более значительным снижением режима двигателя, чем это предусмотрено алгоритмом ПО....

Ситуация, которую Вы рассматриваете относится к двигателю с обычному (современному) топливному дозатору или к "электрическому" двигателю?
Сегодня к сожалению я Вам ответить из-за неимения времени не смогу.
В двух словах:
1) система дозирования топлива для "электрического самолета" (исключая БПЛА) еще только на бумаге и в виде прототипов.
2) топливный дозатор относится к категории "Б", а FADEC к категории "А" (по отечественным стандартам).

nikkil
Михаил_К
.... Например, штатная команда на уменьшение режима двигателя при посадке выполняется с более значительным снижением режима двигателя, чем это предусмотрено алгоритмом ПО....

Ситуация, которую Вы рассматриваете относится к двигателю с обычному (современному) топливному дозатору или к "электрическому" двигателю?
Сегодня к сожалению я Вам ответить из-за неимения времени не смогу.
В двух словах:
1) система дозирования топлива для "электрического самолета" (исключая БПЛА) еще только на бумаге и в виде прототипов.
2) топливный дозатор относится к категории "Б", а FADEC к категории "А" (по отечественным стандартам).

Вообще-то, речь идёт о любых системах управления с программируемой логикой, а в частности о системе регулирования ГТД. Я конечно к двигателям давно не имею отношения, но я не помню об таких специфических отказах классической системы регулирования. Только можно вспомнить Норильск, но там проявилось несовершенство автомата тяги без всяких отказов и глюков. Кстати, этот случай можно рассматривать в качестве возможного сценария некорректной работы системного ПО.

для Электрического Самолёта необходимы источники электроэнергии: основные и дублирующие.
1.Почему бы не преобразовывать СТАТИЧЕСКОЕ электричество?
2.А если рассматривать ВС как некий *сердечник* пересекающий силовые линии магнитного поля Земли?

матрос-у:
дерзайте, разрабатывайте

ip | форум автора сообщения
матрос-у:
дерзайте, разрабатывайте

А Вам потом эксплуатировать! :)))

не переживаю, бо не доживу до такого авангарда (( (
вот машинку на батарейках от карманного фонарика - было бы неплохо)))

ip | форум автора сообщения
не переживаю, бо не доживу до такого авангарда (( (

Ой не загадывайте! Очередное указание "лампочкина" и освоение нового типа Вам в руки. :)

ip | форум автора сообщения
вот машинку на батарейках от карманного фонарика - было бы неплохо)))

Вместо стюардессы, кофе подносить!? ;)

ip: уже было :-) В каком-то из выпусков Моделист-Конструктор рассказывали про электромобиль производства юных техников. Ездил он на автомобильном аккумуляторе. А потом при демонстрации вместо аккумулятора подключили плоскую батарейку (КБ или 3336) и машинка поехала. Конечно, небыстро и недалеко, но всёж-таки двухместная машинка!

один мехвод за езду по Красной площади на аккумуляторе орден получил, т.к. сразу расстрелять не успели, из танка не могли вытащить)))

В Париже на Paris Air Show 2011 компанией ZEHST была представлена модель самолета EADS’ VoltAir. Новая разработка компании представляет собой электрический самолет, который уже через двадцать пять лет смог бы подняться в небо.

Этот инновационный футуристический самолет будет подниматься в воздух благодаря двум чрезвычайно эффективным электрическим сверхпроводящим двигателям, которые будут получать питание от двух модифицированных литиевых батарей. В задней части EADS’ VoltAir располагаются два пропеллера, которые будут вращаться в противоположных направлениях....

http://biznes-week.ru/469-eads ...

nikkil, электропривод, можно считать вообще отдельной темой
в обозримом будущем электрика только вытесняет гидравлику
в успех электродвигателей и возврат винтомоторных движетелей верится с трудом
как бы я их не любил (( (

В Канаде реализуют электро-механическую систему выпуска и подъема
шасси в 2014 г.Ona бoлee пoжapoбezoпacнaя.
а в России не смогли использовать более экономичный авиадвигатель Пратт-Уитни, чем САм146 и Украинский авиадвигатель, аналог САМ146.Поэтому о
чем cпор.Кyпят опять зарубежную систему, а сами ничего не будут разрабатывать.Как это произошло на РРЖ-100, а инженеров своих уволят или не дадут работать.

электропривод для уборки шасси собирались ставить ещё на ИЛ-18
отказались, просчитав весовую ортдачу и заменили гидравликой высокого давления
в анализе участвовал Мясищев, имевший опыт установки электроприводов шасси

ip | форум автора сообщения
электропривод для уборки шасси собирались ставить ещё на ИЛ-18
отказались, просчитав весовую ортдачу и заменили гидравликой высокого давления
в анализе участвовал Мясищев, имевший опыт установки электроприводов шасси

Электропривод выпуска шасси был разработан у Туполева ещё в 30-е годы.

остаётся выяснить КТО "у Туполева" ЭТО разработал:
Петляков, Мясищев, Чижевский, Архангельский, Неман, Кербер, Королев, Путилов, Черемухин, Крутков, Стечкин или Бартини?

шутка)))

ПМСМ:
В предвоенные годы электропривод применяли из-за того, что легче было обеспечить герметичность кабины. И весовая отдача была сопоставимой при низких давлениях в гидросистемах.
В 50-х давление в гидросистемах подняли - появилась возможность изготовлять золотниковые пары с малыми зазорами и обеспечили необходимую прочность трубопроводов.
При давлениях 210 - 280 атм у гидропривода было преимущество по весовой отдаче над электроприводом.
Но в конце прошлого тысячелетия :) появились магниты на редкоземельных элементах (например типа самарий-кобальтовые) и весовая отдача электропривода приблизилась к возможностям гидравлики.

Про преимущества и недостатки электропривода см. пост пчеловода (03/07/2009 [19:06:18]) на предыдущей странице.

Ну и еще для примера можно посчитать сколько стоит:
1 кг веса самолета;
1 кг веса двигателя (ГТД);
1 кг веса топливной автоматики (FMU);
1 кг электронного регулятора (FADEC);
1 кг электропривода.

ФАДЕКи не вижу смысла считать на вес
достаточно оценить эффективность\стоимость
выигрыш в применении электронной начинки ГТД не в облегчении, а в дополнительных возможностях
моя так думает!

Для ip
А почему тогда минимизируют/убирают резервную гидромеханику? Дорогая она очень.
Могу ошибаться, но вроде подороже золота того же веса ;D.

нет электрических систем на wing suit , flying suit?
Yves Rossy
http://www.youtube.com/watch?v ...
http://www.youtube.com/watch?v ...
cm. zdes mnogo system NASA Puffin consept 2010.

nikkil
Для ip
А почему тогда минимизируют/убирают резервную гидромеханику? Дорогая она очень.
Могу ошибаться, но вроде подороже золота того же веса ;D.

Гидравлика сама по себе не самое дешёвое удовольствие, но в данном аспекте важнее стоимость эксплуатации, её в первую очередь снижают такими решениями. Видимо преобладает мнение, что достижение определённого уровня надёжности позволяет отказаться от резервирования. Вероятность критического отказа столь мала, что при наихудшем варианте финансовые потери будут значительно меньше затрат на поддержание резервной системы, которой надо ещё воспользоваться.

для barga44:
не сочтите за труд, заполните Вашу анкету на форуме
не могу понят смысл Ваших постов, хочется знать Вашу специализацию

Михаилу:
"что достижение определённого уровня надёжности позволяет отказаться от резервирования"
сколько народу и КАК нервы тратят на обработку MEL-отказов (( (( (( ((
зато "экономия"...

2 ip:
Весь ужас нашего времени, что правила игры определяют финансисты. Если бы не их собственные потребности, то производства вообще не было - одна спекуляция. Как только потери от возможных последствий отказа от какой-либо резервной системы оказывается ниже стоимости этой системы - от неё отказываются.

В общем-то, когда я писал про резервную гидромеханику, я имел ввиду только топливный регулятор, а именно: считается, что при отказе электроники выгоднее прервать полет (сесть на промежуточный аэродром), чем иметь полный гидромеханический резерв электронного регулятора.

Ну и про управление: при использовании электрогидравлических систем по типу АРМ или АРП (автономных рулевых машин / приводов), при проигрыше в весе и габаритах, надежность выше чем у систем с общим гидробаком. Надежность повышается за счет того, что при повреждении одного агрегата нет потери жидкости из всей системы. То есть повреждение легче локализуется. (ПМСМ)

на АРМ уже научились выигрывать, экономя на длинных трубопроводах\больших объёмах жижи
а сесть посреди Атлантики или другой приличной "лужи" бывает проблематично...

Для ip
Насколько мне известно, до настоящего времени отечественных самолетных и вертолетных ГТД без резерва еще не было.
На счет Sam146 не понятно, на первый взгляд на его принципиальной схеме
http://s58.radikal.ru/i161/110 ...
резерв отсутствует, но есть какой-то непонятный «OS solenoide». Может кто-нибудь пояснит что это такое...
Ну и по слухам на ПД-14 резервной гидромеханники не предполагается...

И еще, мне интересно Ваше мнение: хотели бы Вы летать на модернизированных двигателях с FADECом, но и с минимальным резервированием в топливном регуляторе? Например типа как на Ан-148.

сложный вопрос про "хотение"
на АИ-20 пролетав 20 лет проникся надёжностью
а за 3 года с небольшим полётов на АИ-24 несколько раз здорово напрягался из-за нештатной работы топливной автоматики
если сделают простую, эффективную систему - пущай делают
резервный контур с парой режимов тоже не плохо - позволит не выключать двигатель при завершении полёта и "придержать" его на малом газе на случай ухода на второй круг или чего-то подобного
на двухмоторной машине с несимметричной тягой вполне можно лететь
на четырёхмоторной как-то больше 4-х часов шли с выключенным внешним мотором