malchish.org malchish.org
Это архив форума! Test!
 
 FAQFAQ   ПоискПоиск   ПользователиПользователи   ГруппыГруппы   РегистрацияРегистрация 
 ПрофильПрофиль   Войти и проверить личные сообщенияВойти и проверить личные сообщения   ВходВход 

Будущее транспорта за лёгкими вертолётами!
На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5  След.
 
Начать новую тему       Список форумов malchish.org -> Оружие и технологии
Предыдущая тема :: Следующая тема  
Автор Сообщение
Пионер
Автор


Зарегистрирован: 18.07.2010
Сообщения: 155

СообщениеДобавлено: Вт Сен 21, 2010 1:23 pm    Заголовок сообщения: Re: Будущее транспорта Ответить с цитатой

maxon писал(а):
Автомобильный аккумулятор выдерживает до 1000 циклов перезарядки. Ёмкостью до 100 Ач. Это по 100 тыс Ач аккумулятор может отдать. При 12В. 1200 кВт-часов.
...
Стоимость электроэнергии, выделяемой аккумулятором за срок его службы - 1200 * $0,07 = $87
...
Тот же БАРС стоит 2700 рублей ($90).


Во-первых, это дешевые свинцовые аккумуляторы на жидком электролите, ёмкость которых сильно падает с ростом тока разряда: если при разряде током 1 ампер аккумулятор ещё может продержаться около 100 часов, выдав честные 100 Ач при напряжении не менее 10 Вольт к концу разряда (тем самым отдав более 1 кВт*час энергии за 4 суток), то при непрерывном разряде током 100 ампер никакой речи об 1 часе работы уже не идет из-за внешней закупорки сульфатом всех пор поверхности свинцовых пластин раньше, чем успеет прореагировать внутренняя поверхность. Ёмкость при таком токе разряда в лучшем случае упадет в разы, если вообще не поплавятся провода и не закипит электролит.

Во-вторых, удельная энергоёмкость этих аккумуляторов составляет под реальной нагрузкой порядка 100 Ач * 10 В / 30 кг = 33 Вт*час/кг (а реально ещё меньше после сотни циклов зарядки/разрядки). Для самого простого электровертолета понадобятся тонны таких аккумуляторов, чтобы обеспечить сотни кВт энергии электродвигателю в течение хотя бы часа полёта. Причем с таким весом вертолет со слабым двигателем просто не взлетит, а если убрать часть аккумуляторов, то либо не хватит мощности, либо время полёта будет ограничено несколькими минутами.

В-третьих, если вы собираетесь постоянно летать на электровертолете, работающем от счет свинцовых аккумуляторов, то через несколько сотен циклов полного заряда/разряда ёмкость аккумуляторов заметно упадет из-за сульфатации пластин, поэтому на последнем издыхании они отдадут уже меньше энергии и даже аккумуляторы сами по себе выйдут дороже, чем стоимость электроэнергии, отданной ими (это без учета затрат на многократную зарядку, которые намного превышают отдачу).

Заметьте, даже дешевый, тяжелый и громоздкий свинцовый аккумулятор на электролите сам по себе стоит дороже чем количество энергии, отданной им за весь срок службы в течение сотен циклов заряда/разряда.

А теперь возьмите современные легкие, компактные, ёмкие и самое главное дорогие литий-ионные аккумуляторы и хотя бы арифметически сравните их номинальную стоимость с номинальной стоимостью энергии, которую они могут отдать за весь свой срок службы.

Причем даже литий-ионные аккумуляторы слишком тяжелы и имеют слишком малую ёмкость для обеспечения нескольких часов полёта электровертолета, который либо вообще не взлетит, либо ...
да существуют сверхлегкие электровертолеты, которые даже кое-как взлетают с парой человек, но они разряжают аккумуляторы за 10-15 минут.

maxon писал(а):
Возьмём популярный вертолёт Robinson R44:
http://ru.wikipedia.org/wiki/R44

Мощность его двигателя - 260 л.с.
Полный взлетный вес: 1089 кг
Соотношение веса к мощности - 1089/260 = 4,19

Теперь возмём тот же ZAP-X.
Мощность его двигателя - 644 л.с.
Вес 1570 килограммов.
Соотношение веса к мощности - 1570/644 = 2,44

Это означает, что ZAP-X вполне может летать, если к нему приделать крылья.


maxon, подождите, вы не шутите? Вы сравниваете старый, но легкий вертолет (минимальные 650 кг веса пустого вертолета с двигателем + около 440 кг полезной нагрузки с топливом) с современным, но тяжелым электромобилем, который еле-еле ездиет в течение в необходимых нескольких часов, чтобы проехать хотя бы несколько сотен км, экономя заряд аккумуляторов, стоимость которых перекрывает всю стоимость самого электромобиля?

Указанные маркетинговые сказочные 644 лошадей он способен выжать лишь в течение очень короткого времени порядка нескольких секунд, а на около предельной мощности он проработает на износ в лучшем случае минут 5 не больше, после чего все сотни килограмм аккумуляторов почти полностью сядут либо отдаваемая мощность резко снизится. Для вертолета нужны не маркетинговые пиковые 644 лошадей в течение считанных секунд, а реальные 260 лошадей в течение более десяти тысяч секунд (3,5 часов полета).

В этом вертолете стоит сравнительно легкий весом около 200 кг бензиновый двигатель максимальной мощностью 190-220 кВт (260-300 л.с.). Остальные 650 - 200 = 450 кг - это вес всей конструкции, трасмиссии, несущего и хвостового винта, места пилота, дверей, стоек шасси и всего остального

В 440 кг полезной нагрузки, которую способен поднять вертолет входит примерно 140 кг топлива на 3,5 часа полета (в баках емкостью 185 л) и три-четыре не очень тяжелых человека экипажа общим весом не более 300 кг (полсотни кг можно накинуть если залить меньше топлива так, чтобы взлетный вес не превышал 1080-1090 кг).

Итого, по грубым прикидкам для вертолета на бензиновом двигателе:
450 кг конструкция + 200 кг двигатель + 140 кг топлива + 300 кг нагрузки

Чтобы сделать из этого вертолета электровертолет с аналогичными ЛТХ, то без учета переделки трансмиссии нам понадобится как минимум заменить силовую установку и топливные баки (общим весом 200 + 140 = 340 кг) на электродвигатель мощностью 190 кВт (260 л.с.), способный работать без перегрева в течение 3,5 часов, и аккумуляторную батарею, способную выдать 190тысяч*3,5 = 665 кВт*час энергии, отдавая ток не менее 19 ТЫСЯЧ Ампер x при напряжении не менее 10 Вольт x в течение 3,5 часов.

Обычный автомобильный аккумулятор весом 30 кг и ёмкостью 100 Ач, способен в идеале отдавать ток 28,5 Ампер в течение 3,5 часов (выдавая напряжение не менее 10 Вольт к концу разряда). Для электровертолета нам понадобится дьявольское количество таких аккумуляторов более 19000/28,5 = 666,666(6) и шесть в периоде, весом по 30 кг каждый, итого 20 000 кг составит вес одних только свинцовых аккумуляторов на жидком электролите.

20 тонн новых аккумуляторов энергоёмкостью ~33 Вт*час/кг взамен 0,14 тонн бензина.
При том, что полезная нагрузка с учетом всего топлива, которую способен поднять вертолет составляет менее 440 кг, а максимальный взлетный вес не превышает 1090 кг. Для того, чтобы вертолет взлетел придется уменьшить вес аккумуляторов в 100 раз!!!

maxon писал(а):
Это опять несколько устаревшие сведения. Вы поймите, технологии не стоят на месте. Сейчас это самая динамичная область развития техники.


Энергетика самая динамичная область развития??? Разве за последние десятилетия были сделаны какие-то фундаментальные открытия и появились какие-то принципиально новые возможности в преобразовании энергии, или новые дешевые способы уменьшения массо-габаритов накопителей энергии или разработаны доступные способы увеличения их ёмкости в 100 раз?

Да, конечно, КПД "преобразователей" энергии постоянно повышается. Но этого совсем не достаточно, что увеличитить "производство" электроэнергии хотя бы в 10 раз. Даже через 50 лет едва ли удастся увеличить мировое "производство" электроэнергии в 10 раз, если не произойдет каких либо фундаментальных открытий.

Для электровертолета нам нужны в 100 раз более легкие аккумуляторы, чем обычные свинцовые на жидком электролите. Созданы где-нибудь в 100 раз более легкие аккумуляторы при той же ёмкости?

Если дешевый свинцовый аккумулятор для автомобилей имеет удельную энергетическую ёмкость порядка 33 Вт*час/кг веса, то дорогие литий-ионные аккумуляторы имеют удельную энергетическую ёмкость порядка 150 Вт*час/кг веса, что всего лишь в 5 раз больше, а на нам для полноценного электровертолета нужно не в 5, а в 100 раз больше энергии или в 100 раза меньший вес по сравнению с обычными дешевыми свинцовыми аккумуляторами (или в 20 раз по сравнению с дорогими литий-ионными).

У вас есть идеи или технологии как изготовить аккумуляторы, имеющие в 20 раз меньший вес чем литий-ионные при той же ёмкости? Пока что одним из лучших энергоносителей для транспорта остается бензин, имеющий энергоемкость 11 тысяч Вт*час/кг веса. В нашем вертолете, потребляющем менее 190 кВт в течени 3,5 часов из 140 кг бензина выходит менее 190 тысяч Вт *3,5 час/140 кг = 4,75 тысяч Вт*час/кг (т.е. КПД по грубым прикидкам менее 43%, если бы он смог проработать 3,5 часа на полной тяге, но обычно тяга не полная и реальная цифра КПД при точных замерах составит где-то около 30% и большая часть энергии бензина растрачивается в тепло и рассеивается в атмосфере, лишь третья часть достается двигателю).


Найдите сначала аккумуляторы с удельной энергоёмкостью хотя бы 1 кВт*час/кг (т.е. способные отдать энергию 3,6 МДж на каждый кг своего веса, например, 100 А*ч при 10 Вольтах и весе 1 кг), и попытайтесь облегчить их ещё в ТРИ раза прежде чем пытаться собрать полномасштабный электровертолет, который сможет продержаться в воздухе несколько часов.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
АЛанов
Политик


Зарегистрирован: 10.02.2009
Сообщения: 922
Откуда: Подольск

СообщениеДобавлено: Вт Сен 21, 2010 2:52 pm    Заголовок сообщения: Re: Будущее транспорта Ответить с цитатой

maxon писал(а):
АЛанов писал(а):
На мой взгляд проходящая контекстом основная идея статьи звучит так - пределы есть, но есть все возможности их не достигнуть (болезнь есть, но мы ей не заболеем).

Вы не поняли основной мысли статьи, хотя я её как вывод сделал. Выделил. Будете использовать ТОЛЬКО одну конкретную технологию - будет вам и предел. Будете развиваться - пределов не будет. Цивилизация должна перевести свои энергозатраты на другие технологии, вот и всё. Будь то солнечная, ветровая или иная...

Вот в этом и заключена контекстная идея статьи - пределы всё равно есть, просто предполагается, что они будут отодвигаться по мере развития технологий. Причём, всё это - пределы использования энергии, т.е. КПД. Но пределы есть у всего, в т.ч. и у КПД - 100%. Предел количества солнечной энергии - "мощность" Солнца (гигантская, но всё-таки конечная величина). Основная проблема "пределов" заключена в другом и всё равно остаётся - обладать возможностями превышающими потребности. Решение этой проблемы лежит не столько в технологической сфере, сколько в нравственной - это становиться ясным, стоит только её перефразировать: "иметь потребности меньше, чем возможности".
maxon писал(а):
АЛанов писал(а):
И, если на передвижениях по земле ещё можно экономить (и очень существенно - на том же разгоне-торможении), и другие виды энергии применять можно (ту же солнечную), то с воздушными перемещениями особо не сэкономишь (физика, она и в Африке...).
Из каких таких физических соображений вы запрещаете использовать электроэнергию на воздушном транспорте?
Я не запрещаю электричество для вертолёта, я говорю, что "особо не сэкономишь". По следующим соображениям.
Во-первых, в отличии от движения по земле, движение в воздухе имеет одну принципиальную энергетическую особенность - дополнительную статью расхода энергии. А именно - на поддержание ЛА в воздухе. Стоя на месте, вертолёт расходует энергию, а автомобиль - нет.
Во-вторых, вертолёту перед приземлением надо избавиться от энергии, уменьшив и потенциальную (высоту), и кинетическую (скорость) энергии до нуля. Автомобиль может не рассеивать в виде тепла кинетическую энергию своего движения, а возвращать в аккумулятор, например. В идеальном случае по земле вообще можно катиться без затрат энергии - затратив её только один раз для разгона, она затем может рекуперироваться - при торможении переходить из кинетической в потенциальную (в аккумулятор, в сжатый газ, в маховик и т.п.) и потом вновь использоваться для разгона. Вертолёт, в отличии от такого автомобиля, энергию движения перед посадкой запасти не сможет, в лучшем случае - рассеет без дополнительных затрат на режиме авторотации (для самолёта - на режиме планирования с выключенными двигателями). Чем больше взлётов и посадок, чем выше высота и скорость полёта, тем больше и значительнее эта "расходная статья". На малых расстояниях она съест большую часть энергетического бюджета. В то же время для электромобиля такой проблемы нет (проблема лишь в КПД преобразователей и аккумуляторов энергии).
Вывод из всего этого: при переходе от наземного личного транспорта к воздушному, потребуется многократно (на порядок) увеличить производство энергии (или, по-другому - многократно расширить пределы "добычи" энергии) как по количественным соображениям, так и по принципиальным энергетическим моментам воздушного транспорта.

maxon писал(а):
Я прикинул. Возьмём популярный вертолёт Robinson R44: ...Теперь возмём тот же ZAP-X.
Это не совсем корректное сравнение. Для движения со скоростью 90 км/час двигателю легкового автомобиля достаточно развивать мощность в 20...25 л.с. Запас хода электромобиля в 540 км скорее всего указан именно для таких (или даже меньших) энергетических затрат. Двигателю ЛА приходится трудиться в значительно более узком диапазоне мощностей - 60%...100%. Например, для Як-18 (лёгкий поршневой самолётик на 5 человек) крейсерский режим полёта - 200 км/час при оборотах двигателя 85%, что соответствует ~ 70% максимальной мощности. При этом расход топлива составляет примерно 80...100 л/час или 40...50 л/100 км. Так что тут тоже особо не сэкономишь. И всё из-за той-самой "дополнительной статьи расходов".

Пионеру.
Все Ваши доводы о невозможности, нерациональности, неэкономичности и т.д. применимы опять-таки лишь к сегодняшним условиям. "Вчера никак, сегодня всяк" - краткое изложение технического прогресса. Обращать внимание надо не на технические детали, а на принципиальные физические "пределы".
Не зря же возникла поговорка "дело техники".

P.S.
maxon писал(а):
Соотношение веса к мощности - 1089/260 = 4,19
Применительно к авиации обычно используют обратный параметр - энерговооружённость (л.с./кГ массы ЛА), или тяговооружённость (для реактивных ЛА, кГ тяги/кГ массы).
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Пионер
Автор


Зарегистрирован: 18.07.2010
Сообщения: 155

СообщениеДобавлено: Вт Сен 21, 2010 2:55 pm    Заголовок сообщения: Re: Будущее транспорта Ответить с цитатой

maxon писал(а):
Ссылка, что я дал выше, говорит о новой технологии аккумуляторов.


Что за новая технология? Можно поподробнее???
Разве появились аккумуляторы с энергоемкостью 1 кВт*час/кг и более?

Использование дорогих литий-ионных аккумуляторов энергоёмкостью всего 150 Вт*час/кг веса позволяет создать электровертолет, который с большим трудом способен продержаться в воздухе всего 10 минут с весом этих аккумуляторов с минимальной почти нулевой полезной нагрузкой. Такие электровертолеты реально существуют, есть даже отдельные максимально облегченные образцы, которые держатся в воздухе более 15 минут до полной разрядки аккумуляторов. Но это, мягко говоря, не впечатляет и принципиальных способов преодолеть это препятсвие не видно, если конечно не произойдет какого-то прорыва в области энергетики.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Пионер
Автор


Зарегистрирован: 18.07.2010
Сообщения: 155

СообщениеДобавлено: Вт Сен 21, 2010 3:20 pm    Заголовок сообщения: Re: Будущее транспорта Ответить с цитатой

АЛанов писал(а):
Все Ваши доводы о невозможности, нерациональности, неэкономичности и т.д. применимы опять-таки лишь к сегодняшним условиям. "Вчера никак, сегодня всяк" - краткое изложение технического прогресса. Обращать внимание надо не на технические детали, а на принципиальные физические "пределы".
Не зря же возникла поговорка "дело техники".


Естественно, речь идет только о настоящем и тех возможностях преобразования и накопления энергии, которые нам доступны сегодня. Если в будущем удастся разрешить энергетическую проблему дохнущих аккумуляторов для разнообразных автономных устройств от гаджетов до электровертолетов, то это будет одним из величайших достижений человечества. На сегодняшний день пока что виден лишь один эффективный способ - снижение энергопотребления и более эффективное использование электричества с уменьшением потерь на тепловыделение, но этот способ применим лишь в отношении электронных устройств и осветительных приборов.

Но с электровертолетами проблема в том, что вес пассажиров в условиях Земли особо не уменьшишь (то ли дело на Луне!), это налагает ограничения на минимально необходимую для взлета мощность двигателя, на прочность конструкции и на запас топлива, а все это тоже имеет свой вес. В результате, для заброски всего этого веса на высоту необходимо совершать работу, энергию для которой приходится брать из бортовых энергоносителей, которые имеют ограниченную энергоёмкость на единицу веса (то ли дело вертолеты на проводах!)

Таким образом, при имеющихся на сегодняшний день удельной энергоемкости на единицу веса самых лучших аккумуляторов 150-200 Вт*час/кг веса (да хоть 300 все равно мало, если нужно 3000) возникает принципиально неразрешимая проблема: как создать электровертолет на аккумуляторах, если всей их энергии до полного разряда едва хватает для совершения работы по перемещению заданной массы винтов и воздуха с заданной скоростью в течение всего лишь нескольких минут времени полета, с удержанием в воздухе необходимой массы аккумуляторов, которые выдают эту энергию.



Из-за ограниченности удельной энергоёмкости аккумуляторов на единицу массы автоматически вытекает ограниченность времени полета электровертолета в условиях такого большого расхода энергии. Принципиальная и ничем не разрешимая проблема без увеличения либо ёмкости аккумуляторов при той же массе либо снижения их массы при той же ёмкости. (вместо увеличения ёмкости аккумуляторов можно подавать энергию по проводам с земли, а вместо снижения их массы можно увеличить их объем и откачать из них воздух или привязать шарик, заполненный гелием, чтобы он поднимал аккумуляторы)

Если провода не подходят (хочется мобильности и автономности), а размеры дирижабля не устраивают (хочется компактности и малозаметности), то есть ещё вариант вариант с "дозаправкой" в воздухе или баллистическим высокоточным метанием свежих аккумуляторов на борт и сбросом отработавших. Например, один большой стратегический электровертолет летает сутками в небе, а 10 грузовых служебных электровертолетиков носятся туда сюда, забирая отработавшие аккумуляторы на землю для дозарядки и таская свежие аккумуляторы на борт с земли - процесс довольно утомительный, но искусство требует жертв, нам ведь нужны электровертолеты?
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
maxon
Site Admin


Зарегистрирован: 06.08.2004
Сообщения: 5657

СообщениеДобавлено: Вт Сен 21, 2010 6:31 pm    Заголовок сообщения: Re: Будущее транспорта Ответить с цитатой

Пионер писал(а):
Ёмкость при таком токе разряда в лучшем случае упадет в разы, если вообще не поплавятся провода и не закипит электролит.


Laughing А если по аккумулятору пару раз вдарить кувалдой? Его же ёмкость упадёт до нуля? Почему вы такой аргумент упустили? Совершенно убойный!

Цитата:
Во-вторых, удельная энергоёмкость этих аккумуляторов составляет под реальной нагрузкой порядка 100 Ач * 10 В / 30 кг = 33 Вт*час/кг...


При чём тут "удельная энергоёмкость"? Мы прикинули лишь стоимость электроэнергии, которую может выдать аккумулятор и которая оказалась равна по стоимости самому аккумулятору. Конечно при техусловиях, предусмотренных производителем, а не Пионером с кувалдой. Эти простые соображения вскрыли вашу очевидную ложь. Вот и всё.

Цитата:
Для самого простого электровертолета понадобятся тонны таких аккумуляторов, чтобы обеспечить сотни кВт энергии


Видите ли, для электромобилей используются совсем иные аккумуляторы. Литиевые. Они очень лёгкие. Я ведь специально привёл пример определённую модель автомобиля и привёл данные по её весу, мощности и возможному пробегу. До вас доходят такие аргументы?

Цитата:
В-третьих, если вы собираетесь постоянно летать на электровертолете, работающем от счет свинцовых аккумуляторов...


ЛИТИЕВЫХ! Не приписывайте мне всякие глупости. Я использовал автомобильные свинцовые аккумуляторы лишь для примера, который показывает ложность вашего утверждения.

Цитата:
А теперь возьмите современные легкие, компактные, ёмкие и самое главное дорогие литий-ионные аккумуляторы и хотя бы арифметически сравните их номинальную стоимость с номинальной стоимостью энергии, которую они могут отдать за весь свой срок службы.


Хотите сказать, что уж у литиевых-то аккумуляторов у вас получится доказать своё ложное утверждение? Laughing Вообще-то литиевые конечно дороже свинцовых, но только потому, что сырьё дороже. Не свинец, а литий, самый лёгкий металл. Каких-то дополнительных энергозатрат на их производство нет. Но даже если ваше утверждение и было верно, то это никак не нарушает закон сохранения энергии. Да, мы тратили бы её больше, и её пришлось бы больше и брать у природы. У солнца прежде всего.

Цитата:
Причем даже литий-ионные аккумуляторы слишком тяжелы и имеют слишком малую ёмкость для обеспечения нескольких часов полёта электровертолета, который либо вообще не взлетит, либо ...


Не мелите чушь. Я привёл пример электромобиля на литиевых батареях с достаточной мощностью и ёмкостью батарей.

Цитата:
maxon, подождите, вы не шутите? Вы сравниваете старый, но легкий вертолет (минимальные 650 кг веса пустого вертолета с двигателем + около 440 кг полезной нагрузки с топливом) с современным, но тяжелым электромобилем, который еле-еле ездиет в течение в необходимых нескольких часов, чтобы проехать хотя бы несколько сотен км, экономя заряд аккумуляторов, стоимость которых перекрывает всю стоимость самого электромобиля?


Вообще-то стоимость аккумуляторов ВХОДИТ в стоимость электромобиля. И его стоимость оказывается сравнима со стоимостью вертолёта. Он не еле-еле ездит, а развивает до 250 км/ч имея мощность 664 л.с. И он не тяжёлый, всего 1500 кг. У меня машина весом 1800 кг и я не считаю её тяжёлой. Средний внедорожник. Я специально посчитал вам удельную мощность электромобиля, чтобы убедить, что летать будет. Можно было бы поискать и вертолёт потяжелее, чтобы сравнение было очевиднее. Например более тяжёлый Robinson R-66 имеет взлётный вес 1225 кг, а мощность двигателя 240 л.с. Ну его сравните с электромобилем.

Цитата:
Указанные маркетинговые сказочные 644 лошадей он способен выжать лишь в течение очень короткого времени порядка нескольких секунд, а на около предельной мощности он проработает на износ в лучшем случае минут 5 не больше...


И из чего же вы это выводите? Аккумуляторы взорвутся от нагрузки? Ну совершенно голословные утверждения, высосанные из пальца без малейших попыток обоснования. Я конечно тоже думаю, что указана пиковая мощность, но это значит, что 500-то лошадей он выдаст вполне нормально и этого хватит, чтобы поднять вес машины в воздух. Хватит даже и 400 л.с. при том же весе.

Цитата:
Итого, по грубым прикидкам для вертолета на бензиновом двигателе:
450 кг конструкция + 200 кг двигатель + 140 кг топлива + 300 кг нагрузки


Чушь какая-то. Считать надо полный взлётный вес. Он определяет требуемую мощность двигателя и он указывается в характеристиках.

Надоело в общем разбираться в ваших домыслах...
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
АЛанов
Политик


Зарегистрирован: 10.02.2009
Сообщения: 922
Откуда: Подольск

СообщениеДобавлено: Вт Сен 21, 2010 7:48 pm    Заголовок сообщения: Re: Будущее транспорта Ответить с цитатой

Пионер писал(а):
...нам ведь нужны электровертолеты?
Ха-ха! Мне лично нет (хотя, не отказался бы).
Но давайте вспомним как начиналась тема:
maxon писал(а):
...будущее за лёгкими вертолётами.
Будущее, Пионер! А Вы всё о настоящем...
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Пионер
Автор


Зарегистрирован: 18.07.2010
Сообщения: 155

СообщениеДобавлено: Вт Сен 21, 2010 9:54 pm    Заголовок сообщения: Re: Будущее транспорта Ответить с цитатой

maxon писал(а):
Laughing А если по аккумулятору пару раз вдарить кувалдой? Его же ёмкость упадёт до нуля? Почему вы такой аргумент упустили? Совершенно убойный!


На снижение ёмкости при повышенном токе разряда я обратил ваше внимание по той простой причине, что для питания электродвигателя мощностью 190 кВт (260 л.с.), необходимого для электровертолета, понадобится ток 19000 (ТЫСЯЧ) Ампер при напряжении не менее 10 Вольт (или ток 836 Ампер при напряжении 220 Вольт).

При полном разярде аккумулятора за 5 минут его ёмкость будет в разы меньше, чем при разряде этого же аккумулятора за 5 часов. Рассчеты показывают, что энергоёмкости аккумуляторов с трудом хватает, чтобы удержать электровертолет в небе хотя бы 15 минут (с весом этих аккумуляторов), поэтому ток разряда будет очень приличным и реальная ёмкость аккумуляторов при таком быстром разряде будет заметно ниже теоретической.

maxon писал(а):
При чём тут "удельная энергоёмкость"? Мы прикинули лишь стоимость электроэнергии, которую может выдать аккумулятор и которая оказалась равна по стоимости самому аккумулятору.


Удельная энергоёмкость на единицу массы является ключевым фактором, определяющим сможет ли электровертолет вообще взлететь, хватит ли энергии, чтобы раскрутить винты и поднять массу аккумуляторов в небо и сколько минут он сможет продержать в воздухе вес всего аппарата с аккумуляторами до их полного разряда.


maxon писал(а):
Видите ли, для электромобилей используются совсем иные аккумуляторы. Литиевые. Они очень лёгкие. Я ведь специально привёл пример определённую модель автомобиля и привёл данные по её весу, мощности и возможному пробегу. До вас доходят такие аргументы?

ЛИТИЕВЫХ! Не приписывайте мне всякие глупости. Я использовал автомобильные свинцовые аккумуляторы лишь для примера, который показывает ложность вашего утверждения.


Насколько "очень легкие"? Нужно не просто "очень легкие", а в 100 раз более легкие.
Свинцовые аккумулятры на жидком электролите имеют удельную энергоёмкость 30-50 Вт*час/кг веса
Очень легкие литиевые аккумуляторы имеют удельную энергоёмкость прядка 150-200 Вт*час/кг веса
Как видно разница не более чем в пять раз, а нам нужно в 100 раз.

Для вертолёта даже эти "очень легкие" литиевые аккумуляторы являются очень слабыми (запаса энергии хватает всего на 15 минут полета при минимальной полезной нагрузке), а батарея литиевых аккумуляторов нужной ёмкости становится очень тяжелой (вертолет вообще не взлетит, если загрузить его тоннами аккумуляторами на 3 часа работы 200 кВт-ного двигателя).

maxon писал(а):
Вообще-то литиевые конечно дороже свинцовых, но только потому, что сырьё дороже. Не свинец, а литий, самый лёгкий металл. Каких-то дополнительных энергозатрат на их производство нет. Но даже если ваше утверждение и было верно, то это никак не нарушает закон сохранения энергии. Да, мы тратили бы её больше, и её пришлось бы больше и брать у природы. У солнца прежде всего.


Это не моё утверждение. Это просто общеизвестный факт:
аккумуляторы стоят дороже, чем номинальная стоимость энергии (например, бытового электричества), которую они способны отдать за весь свой срок службы.

Этот факт полезно вспоминать, когда вам предлагают создать электростанцию на солнечных батареях, номинальная стоимость которых тоже превосходит стоимость всей энергии, которую они способны отдать за весь свой срок службы. Солнечные батареи + аккумуляторы дают такую "рентабельную" электростанцию, что порой дешевле нанять 1000 китайцев и крутить педали велогенераторов для выработки электричества, чем производить необходимое количество солнечных батарей и аккумуляторов.

Хотя, безусловно потребительная стоимость автономного источника питания выше, чем у стационой розетки (например, в космосе нет розеток). Поэтому, соглашусь, что такое сравнение в целом не корректно, при всей своей арифметической наглядности.

maxon писал(а):

Он не еле-еле ездит, а развивает до 250 км/ч имея мощность 664 л.с. И он не тяжёлый, всего 1500 кг. У меня машина весом 1800 кг и я не считаю её тяжёлой. Средний внедорожник. Я специально посчитал вам удельную мощность электромобиля, чтобы убедить, что летать будет.

Я конечно тоже думаю, что указана пиковая мощность, но это значит, что 500-то лошадей он выдаст вполне нормально и этого хватит, чтобы поднять вес машины в воздух. Хватит даже и 400 л.с. при том же весе.


Честно говоря, мне не удалось найти в сети никакой информации об аккумуляторах этого чуда маркетиноговой мысли (электромобиля ZAP-X) и нигде нет никаких тестов его возможностей на практике. Сомнительно, чтобы там использовись какие-то чудо-аккумоляторы с заоблачной удельной энергоёмкостью под 500 Вт*час/кг, потому что таких аккумуляторов сейчас нет и в ближайшем будущем не предвидится.

Для сравнения некоторые существующие типы аккумуляторов:
Тип аккумулятора.....................Удельная энергоёмкость на единицу веса
Кислотно-свинцовый................30-50 Вт*час/кг
Щелочной................................50 Вт*час/кг
Никель–кадмиевый..................45-80 Вт*час/кг
Никель–металлогидридный......60–120 Вт*час/кг
Ионно-литиевый......................110–160 Вт*час/кг
Ионно-литиевый полимерный...160–170 Вт*час/кг

Допустим, что в ZAP-X используются ионно-литиевые полимерные аккумуляторы с повышенной энергоёмкостью условно равной 200 Вт*час/кг (все равно от производителя никакой информации нет)

Допустим, из 1500 кг полного массы электромобиля целых 500 кг приходится на массу аккумуляторов (сколько там реально весят аккумуляторы не известно), тогда их суммарная энергоёмкость составит 200 Вт*час/кг * 500 кг = 100 000 Вт*час (360 МегаДжоулей) - это потолок, максимальное количество энергии, которое условно может быть в этом электромобиле.

Заявленные 644 л.с. максимальной мощности представляют собой 644 x 736 = 473 984 Вт. Таким образом, в идеальном случае, если удастся выжать из аккумуляторов всю энергию с таким расходом (0,47 МегаВатта, при 12 Вольтат ток разряда составит почти 40 тысяч Ампер), то максимальное время работы составит 100 000 Вт*час / 473 984 Вт = 0,21 часа или 12,5 минут.

Для электровертолета весом 1200 кг достаточно и половины этой мощности (320 л.с., при которой полотонны аккумуляторов по нашим максимальным прикдам хватит в идеальном случае не более чем 25 минут работы двигателя), но при 500 кг аккумуляторов на всю оставшуюся конструкцию вместе со всем остальным, включая полезную нагрузку, останется лишь 700 кг, из которых 100 кг как минимум будет составлять вес пилота и небольшого снаряжения, а 600 кг - вес пустого вертолета в сборе, но без аккумуляторов.



Что же получается? Да, действительно, при использовании полтонны супер аккумуляторов с удельной энергоёмкостью 200 Вт*кг/час электровертолет может взлететь и по грубым прикидкам может находится в воздухе до 25 минут до полного разряда аккумуляторов, с учетом запаса на посадку - 20 минут, а с учетом хоть какой-то полезной нагрузки (например, хотя бы 1-го пассажира кроме пилота) еще меньше.

А теперь вспомним, что при полном разярде аккумулятора за 5 минут его ёмкость будет в разы меньше, чем при разряде этого же аккумулятора за 5 часов. Все рассчеты показывают, что энергоёмкости аккумуляторов с трудом хватает, чтобы удержать электровертолет в небе хотя бы 15 минут (с весом этих аккумуляторов), поэтому ток разряда будет очень приличным и реальная ёмкость аккумуляторов при таком быстром разряде будет заметно ниже теоретической.

В лучшем случае можно рассчитывать на пилотируемый электроверотолет на 15 минут или беспилотный электровертолет на 20 минут Возможно, в будущем смогут появится электровертолеты и на 30 минут полета от супер аккумуляторов, но на сегодняшний день такая цифра достижима только в теории, а на практике 15 минут, максимум 20.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Баламут
Политолог


Зарегистрирован: 29.11.2009
Сообщения: 1929

СообщениеДобавлено: Вт Сен 21, 2010 10:44 pm    Заголовок сообщения: Re: Будущее транспорта Ответить с цитатой

Коллеги, воздерживайтесь от переходов на личности и резких оценок.
Это вредит поиску "Золотой середины".
_________________
Правила Форума, "Вопросы по модерации", Предупреждения
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Баламут
Политолог


Зарегистрирован: 29.11.2009
Сообщения: 1929

СообщениеДобавлено: Вт Сен 21, 2010 10:49 pm    Заголовок сообщения: Re: Будущее транспорта Ответить с цитатой

Максон
Готов поддержать в стремлении развивать воздушный транспорт, и тема авиации мне интересна.

Давайте отделять зелёное и громкое.
Пропускная способность канала очень сильно зависит от реализации системы исполнения заявок.
Если заявки обсуживаются пакетами по 50..100 штук, и совсем иначе если по одной.
В этом случае пропускная способность метро оказывается куда выше, чем пропускная способность воздушного транспорта.
Поэтому, на мой взгляд, будущее за организованной транспортировкой (выполнение заявок пакетами), т.е. общественной, а не индивидуальной.
Вне зависимости от среды прохождения транспортного канала.

Воздушные пробки облететь не получится, так же тяжело, как объезжать наземные: будь лёгкая возможность объехать, пробка не образуется.
Даже представляя воздушный канал как бесконечно широкий (что не так), мы неизбежно упрёмся в узость посадочной зоны.
Ведь большинство проживают в многоквартирных городских домах, посещают густонаполненные офисные и торговые места.

Может быть мы рассматриваем будущее разного удаления?
_________________
Правила Форума, "Вопросы по модерации", Предупреждения
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
АЛанов
Политик


Зарегистрирован: 10.02.2009
Сообщения: 922
Откуда: Подольск

СообщениеДобавлено: Вт Сен 21, 2010 11:21 pm    Заголовок сообщения: Re: Будущее транспорта Ответить с цитатой

Пионер писал(а):
...на сегодняшний день ... на практике 15 минут, максимум 20.[/size]
Наконец-то Пионер доказал возможность существования электровертолёта, аплодисменты...
(Шутка).
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
maxon
Site Admin


Зарегистрирован: 06.08.2004
Сообщения: 5657

СообщениеДобавлено: Ср Сен 22, 2010 1:13 pm    Заголовок сообщения: Re: Будущее транспорта Ответить с цитатой

Пионер писал(а):
На снижение ёмкости при повышенном токе разряда я обратил ваше внимание по той простой причине, что для питания электродвигателя мощностью 190 кВт (260 л.с.), необходимого для электровертолета, понадобится ток 19000 (ТЫСЯЧ) Ампер при напряжении не менее 10 Вольт (или ток 836 Ампер при напряжении 220 Вольт).


Вы очевидно полагаете, что на электромобиле эти требования почему-то ниже? Вот что пишут про новейшие достижения электрокаров:

Цитата:
Несколько дней назад Д.Бируб выкатил на дрэг-стрип Speedworld Motorplex (широко известный в узких кругах), Аризона, свой новейший аппарат. И с пятой попытки установил новый мировой рекорд для электромобилей: 8,1 сек. на дистанции в ¼ мили (402 м) с места! Да, разумеется, дрэгстеры сильнейшей категории top fuel проходят ¼ мили где-то и за 4,5 (!) сек. Однако Current Eliminator V не такой как все - творение Д.Бируба гоняет на электротяге. Ни литражной «восьмерки» big block с наддувом, ни бака с нитрометаном.
На шасси «элиминатора» размещены титанат-литиевые аккумуляторы от Altair Nanotechnologies, тиристорный контроллер – и мощный тяговый электромотор. Технических подробностей, само собой, нет. Известно лишь, что контроллер пропускает через себя ток до 2000 А (вообразите!) – при напряжении до 375 В. Нетрудно прикинуть, что на тяговый электродивгатель подается до 750 кВт электрической мощности: 1000+ л.с.

http://electroauto.ru/index.php?module=catalog&id=1&newsdetail=141

Для ZAP X , который в два разе менее мощный ,это значит примерно 1000 Ампер! Много? Много. Но вполне возможно. Понимаете, если я вам дал конкретный пример, то вы хотя бы должны задуматься о новых достижениях в технологиях, а не бубнить, что это невозможно. Кстати, в моём примере ZAP X использованы те же титанат-литиевые аккумуляторы от Altair Nanotechnologies, они похоже становятся стандартом в мире для мощных электрокаров. И понятно почему:

Цитата:
Исследователи компании Altair Nanotechnologies (США) обнаружили причину: при зарядке большими токами (а только так можно сократить процесс до нескольких часов), ионы лития с силой «продирались» между микропластинками графита, постепенно разрушая электроды. Поняв физику старения батарей, стало возможным найти наноэликсир молодости. Графит в электродах заменили специально созданными структурами из наночастиц оксида ти-таната лития (nLTO или, иначе, Li4Ti5O12). Они не мешали движению ионов, что привело к невероятному увеличению срока службы батарей: более 25 000 циклов на протяжении 20 лет! С учетом подзарядки дважды в день разделите это огромное число на два - и узнаете, сколько дней прослужит электромобиль. Более того, время зарядки стало возможным сократить до… 10-15 минут!

http://www.zr.ru/articles/54848/

В начале 2005 года компания Altair Nanotechnologies (США) объявила о создании инновационного материала для электродов литий-ионных аккумуляторов. Аккумуляторы с Li4Ti5O12 электродами имеют время зарядки 10-15 минут. В феврале 2006 года компания начала производство аккумуляторов на своём заводе в Индиане. В марте 2006 Altairnano и компания Boshart Engineering заключили соглашение о совместном создании электромобиля. В мае 2006 успешно завершились испытания автомобильных наноаккумуляторов. В июле 2006 Altair Nanotechnologies получила первый заказ на поставку литий-ионных аккумуляторов для электромобилей.

Напряжение порядка 300-400В также становится де факто стандартом для автомобильных литиевых аккумуляторов:

Цитата:
По утверждению разработчиков максимальная скорость седана XS 500 составит 128 км/ч, разгон от 0 до 100 км/ч займёт всего 4 секунды и электромобиль сможет проехать около 200 км без подзарядки, чего вполне хватит для ежедневных поездок по городу. Ещё одним преимуществом электромобиля является ресурс литий-ионой батарея емкостью 25 кВт*ч (320В, 80 А*ч) - он достигает 160,000 км. При этом компания будет предоставлять гарантию на батарею 10 лет или 120,000 км пробега.

http://electroauto.ru/index.php?module=catalog&id=2&articlesdetail=46

В этом автомобиле будут стоять батареи, производимые в Китае. Тоже очень неплохие. Китайцы придумали? Не думаю. Дело в том, что у нас в Новосибирске строят завод по производству автомобильных(!) литиевых батарей с участием китайцев, но по нашим технологиям. Разработаны в Институте химии твёрдого тела и механохимии в нашем академгородке. Так что китайцы везде успели. Часть украли там, часть позаимствовали там и производят конечный продукт.


Последний раз редактировалось: maxon (Ср Сен 22, 2010 5:58 pm), всего редактировалось 1 раз
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
maxon
Site Admin


Зарегистрирован: 06.08.2004
Сообщения: 5657

СообщениеДобавлено: Ср Сен 22, 2010 5:47 pm    Заголовок сообщения: Re: Будущее транспорта Ответить с цитатой

Баламут писал(а):
Если заявки обсуживаются пакетами по 50..100 штук, и совсем иначе если по одной. В этом случае пропускная способность метро оказывается куда выше...


Вот до сих пор не пойму, что вы понимаете под "обслуживанием заявок". Работу диспетчера или выделение физического пространства для транспорта? Где видите проблему - в электронике или в недостатке пространства?

Предположим в пространстве. Давайте рассмотрим метро - "пакетную передачу" с интервалом в 4 минуты. Это грубо 5 вагонов по 80 пассажиров - 400 человек. То есть 400 человек в 4 минуты или 100 человек в минуту. Примерно 2 человека в секунду. Такой вот поток.

Как бы они двигались по отдельности? Эти два человека в секунду непрерывным потоком? Скорость движения можно взять за 80 км/ч - скорость движения поезда метро. Это 22,22 м/с. 22,22 метра за секунду и за эту же секунду проезжает 2 человека. Для непрерывного потока пассажиров это означает 11 метров дистанции между пассажирами. То есть поезд метро с интервалом в 4 минуты эквивалентен ленте транспортёра с той же скоростью и плотностью пассажиров 1 человек на 11 метров! Можно было бы представить и непрерывный поток личных машин с такой же дистанцией.

Собственно получается, что метро эквивалентно автомобильной развязке, позволяющей непрерывное однополосное движение личного транспорта со скоростью 80 км/ч и дистанцией 10 метров между машинами. Вот что у нас получилось в качестве пространственного распределения. Такова роль "пакетной" передачи.

Теперь можно представить, что развязки можно делать не для пересечения 5-6 потоков, а 50-60 распределяя потоки по высоте. Это даст разгрузку потоков в 10 раз. Что даст возможность увеличить дистанции между транспортными единицами в то же число. То есть дистанция будет не 10, а 100 метров и это будет вполне приемлемо для вертолётов.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Пионер
Автор


Зарегистрирован: 18.07.2010
Сообщения: 155

СообщениеДобавлено: Ср Сен 22, 2010 7:27 pm    Заголовок сообщения: Re: Будущее транспорта Ответить с цитатой

http://electroauto.ru/index.php?module=catalog&id=1&newsdetail=141 писал(а):
И с пятой попытки установил новый мировой рекорд для электромобилей: 8,1 сек. на дистанции в ¼ мили (402 м) с места! Да, разумеется, дрэгстеры сильнейшей категории top fuel проходят ¼ мили где-то и за 4,5 (!) сек. Однако Current Eliminator V не такой как все - творение Д.Бируба гоняет на электротяге. Ни литражной «восьмерки» big block с наддувом, ни бака с нитрометаном.

На шасси «элиминатора» размещены титанат-литиевые аккумуляторы от Altair Nanotechnologies, тиристорный контроллер – и мощный тяговый электромотор. Технических подробностей, само собой, нет. Известно лишь, что контроллер пропускает через себя ток до 2000 А (вообразите!) – при напряжении до 375 В. Нетрудно прикинуть, что на тяговый электродивгатель подается до 750 кВт электрической мощности: 1000+ л.с.

Отсюда и динамика электродрэгстера, который разгоняется безо всяких переключений передач (чисто «сохатый» по городской улице): в конце коротенькой дистанции он достиг скорости в 247,15 км/ч! Причем на каждый заезд расходуется около 1,75 кВт-ч электроэнергии


Разве это большая электроёмкость? Сотни кг аккумуляторов отдали так мало энергии под нагрузкой?
Всего лишь 750 000 Вт в течение менее чем 8,4 секунд?
750 кВт x 8,4 сек = 6,3 МДж
750 кВт x (8,4/3600) час = 1,75 кВт*час.

Если бы не стояло задачи уложиться в 8 секунд, то такое же самое количество электроэнергии можно было бы снять с одного единственного свинцово-кислотного аккумулятора, ёмкостью 150 А*час при 12 Вольтах. Естественно не путем КЗ за несколько секунд, а плавным расходом в течение несколько часов, но мы бы получили те же самые автономные 1,75 кВт*час и проехали бы ничуть не меньше, просто наша езда длилась бы дольше и с меньшей скоростью.

Кстати, эти рекордные электромобили Current Eliminator весят более полутонны, а их электродвигатель работает лишь несколько секунд. В таком случае эффективнее использовать ракетные двигатели, они хоть разгонят аппарат до такой скорости, что его можно закинуть в небо. А смехотворные 1,75 кВт*час электроэнергии, которую расходует Current Eliminator на всю 8 секундную "поездку", даже теоретически не хватит для совершения минимально необходимой работы по подъему на высоту хотя бы 1 км этого электромобиля, весом более полутонны со всеми аккумуляторами! Если из этого электромобиля сделать электроверотолет той же массы и с теми аккумуляторами, то он продержится в воздухе не более минуты при условии, что аккумуляторы смогут выдать все 1,75 кВт*час энергии за минуту.

По рассчетам для подъема в небо каждых 1000 кг массы электровертолета необходима мощность двигателя как минимум 150 кВт. Для часа автономного полета необходимо иметь минимальный запас хотя бы по 150 кВт*час энергии, которую аккумуляторы должны быть способны выдать под нагрузкой, для питания двигателя на каждую тонну массы электровертолета вместе со всеми аккумуляторами. А этих смехотворных 1,75 кВт*час энергии хватит максимум на минуту полета полутонного агрегата.

maxon писал(а):

Напряжение порядка 300-400В также становится де факто стандартом для автомобильных литиевых аккумуляторов:


Судя по этим данным: http://www.currenteliminator.net/eliminators.htm
Batteries: 28, 12-volt deep-cycle batteries
Controls: 1200-amp, 336-volt PWM controller

(в предыдущей версии рекордного электромобиля Current Eliminator IV)

То есть в их электромобиле версии IV напряжение 336 Вольт (28 x 12 В = 336 В) получается последовательным соединением 28 штук 12-ти Вольтовых тяжеленных и дорогущих батарей, с каждой из которых снимается ток по 1000...2000 Ампер в течение менее 10 секунд, в результате чего батареи успевают отдать под такой нагрузкой не более 2,7...5,5 А*ч каждая.

Такая смехотворная электроёмкость объясняется чрезмерно большой нагрузкой, которую с них пытаются снять. Поэтому нет никакого смысла приводить в пример эти рекордные электромобили, двигатели которых работают всего 8 секунд. Разница между 8 секунд и 10 000 секунд более чем в тысячу раз. Электровертолету не нужны 8 секунд отдачи 500...750 кВт, электровертолету требуется 10 000 секунд выдавать 150 кВт на каждую тонну массы всего аппарата вместе с аккумуляторами.






Даже если половина максимального взлётного веса электровертолета будет приходиться на аккумуляторы, то хотя бы для 1 часа полета потребуются аккумуляторы с удельной энергоёмкостью не менее 300 Вт*час/кг веса аккумуляторов (тем самым обеспечив минимальные 150 кВт*час энергии на 1 час полёта на каждую тонну взлетного веса всего аппарата вместе с аккумуляторами).

К примеру, модель электровертолета, 25% веса которой составляют самые лучшие литий-ионные аккумуляторы (порядка 150 Вт*час/кг) сможет продержаться в воздухе не более 15 минут. Столько же времени протянет электровертолет, 50% веса которого составляют лучшие никель-кадмиевые аккумуляторы (порядка 75 Вт*час/кг). Если максимально облегчить конструкцию вертолета и использовать только литий-ионные аккумуляторы, сделав так, чтобы 50% взлетного веса составляли литий-ионные аккумуляторы, то время автономного полёта может составить до 30 минут без какой-либо полезной нагрузки.

С полезной нагрузкой хотя бы 20% от взлетного веса будут те же самые 15, в лучшем случае 20 минут от самых лучших аккумуляторов. Такая мизерная полезная нагрузка при таком малом времени полета делает бессмысленной эксплуатацию полномасштабных электровертолетов на практике как вид транспорта. Довести полётное время электровертолета хотя бы до часа пока ещё невозможно, потому что аккумуляторов с удельной энергоёмкостью более 300 Вт*час/кг на текущий момент практически не доступны. (в принципе, лантан-фторидные аккумуляторы с удельной энергоёмкостью под 300 Вт*час/кг позволили бы создать более менее сносный электровертолет, но где их взять эти лантан-фторидные аккумуляторы и не дешевле ли в ближайшие лет сто использовать обычные нефтепродукты пока не выкачаем и не сожжем всю природную нефть и газ?)
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Пионер
Автор


Зарегистрирован: 18.07.2010
Сообщения: 155

СообщениеДобавлено: Ср Сен 22, 2010 10:58 pm    Заголовок сообщения: Re: Будущее транспорта Ответить с цитатой

Баламут писал(а):
Пропускная способность канала очень сильно зависит от реализации системы исполнения заявок.
Если заявки обсуживаются пакетами по 50..100 штук, и совсем иначе если по одной.
В этом случае пропускная способность метро оказывается куда выше, чем пропускная способность воздушного транспорта.
Поэтому, на мой взгляд, будущее за организованной транспортировкой (выполнение заявок пакетами), т.е. общественной, а не индивидуальной.


Некоторые линии московского метро уже давным давно загружены сверх нормативов, по крайней мере в некоторые часы пик там просто не протолкнуться от единовременного наплыва людей в одном месте в одно время. Даже в среднем за день расчетная нагрузка всего 6 миллионов пассажиров в день, а реально по статистике их уже получается в среднем более 12 миллионов (с учетом того, что 1 и тот же человек может быть пассажиром 2-4 раза за день). Когда встает метро (как было, например, во время террактов), то наземный транспорт просто не в силах справиться с таким наплывом пассажиров, а попытки развести всех на транспорте лишь приводят к образованию массовых заторов на дорогах. Так что кому-то придется идти пешком: компактно и другим не мешаешь.

А если у нас будет каждый день туда сюда по 6*2 = 12 миллионов персональных перевозок личными электровертолетами в одном городе? Например, есть 6 миллионов частных электровертолетов, утром 15 минут летят туда и заряжаются до вечера, к вечеру летят 15 минут обратно и заряжаются до утра. Всплывет множество проблем:

  • Ночью почти все 6 миллионов электровертолетов где-то должны будут стоять до утра. Где и на каких стоянках? Каждому вертолету с длиной 15 метров с учетом хвоста и шириной 10 метров с учетом несущих винтов понадобится с минимальным запасом как минимум 200 квадратных метров свободной площадки при условии, что они смогут садиться или подъезжать после посадки в притирку друг к дургу плюс минус 5 метров. После посадки 6 миллионов электровертолетов займут на земле площадь более 1 200 000 000 квадратных метров или 1 200 квадратных километров, равную территории размером более 34 x 35 километров полностью заполненной электровертолетами - это больше чем вся площадь мегаполиса Москва!!!.

  • Каждые сутки все 6 миллионов электровертолетов по 2 раза будут пытаться зарядить свои аккумуляторы электроэнергией, чтобы подготовится к следующему 15 минутному перелету, делая всего лишь 2 перелета в сутки. При двигателе мощностью более 150 кВт каждый электровертолет будет иметь аккумуляторы емкостью не менее 40 кВт*час, чтобы этой энергии хватило хотя бы на 15 минут полета. Каждые сутки 6 миллионов электровертолетов будут потреблять более 6 000 000 * 40 кВт*час * 2 зарядки = 480 миллионов кВт*час электроэнергии каждые сутки ради пары перелетов туда сюда - это почти в 2 раза больше чем нынешнее суточное потребление электроэнергии во всем Московском регионе!!!

  • Если утром, днем, или вечером в небо взлетит хотя бы половина из 6 миллионов электровертолетов одновременно, то даже для этих 3 миллионов электровертолетов в небе над мегаполисом не будет места, чтобы создать безопасные воздушные коридоры движения на высотах полета от 500 до 2500 метров, на которые смогут подняться электровертолеты. Каждый воздушный коридор для безопасного полета должен будеть иметь ширину-высоту не менее нескольких сотен метров, иначе количество аварий и стокновений резко возрастет. Даже если коридры расположить в плотную друг к другу и разместить электровертолеты через 200 метров друг от друга, чтобы они не поубивали друг друга при порыве ветра, то по разнице высот от 500 до 2500 м уместится 10 "слоев" вертолетов, в каждом "слое" будет 300 тысяч электровертолетов на площади шириной 110 x 110 километров с количеством около 550x550 электровертолетов через 200 метров в каждом измерении - почти все воздушное пространство над Московской областью будет перекрыто сплошным роем электровертолетов на высотах до 2500 метров, на запрос выделить воздушный коридор диспетчер будет отвечать вам отказом, будет огромная очередь ожидающих взлета.

  • ... ... ...




Воздушным путем проблема массовых перевозок (миллионы пассажиров в день) не разрешима принципиально, по крайней мере частный транспорт в мегаполисе - это тупик, который приведет к неразрешимым ситуациям, задержкам, скоплениям и массовым авариям. Третье измерение для транспортных развязок будет либо под землей, либо в виде сложно переплетенных наземных конструкций. Электровертолетам и летающим тарелкам будет просто некуда садится, кроме как на какие-то выдвижные платформы, как на некоторых авианосцах.

Воздушное пространство останется свободным для экстренных единичных случаев когда нет времени или возможности использовать наземный транспорт, а нужно срочно переместится из пункта A в пункт B. Будут воздушные такси (есть деньги, плати, выделят воздушный коридор, и доставят вертолетом или самолетом) с жестким лимитом времени и количества перелетов (не всегда будет возможность выделить безопасный воздушный коридор и транспорт, некоторым придется ждать, если пошла куча заявок на возушные перевозки).

Баламут прав, для пассажиров будет дешевле пакетная транспортировка, в режиме ожидания пока набъется 50-100 человек в один аппарат и транспортировки всех сразу за 1 перелет. Это позволит эффективнее использовать энергию, меньше загружать воздушные коридоры и появится возможность обеспечить общественным транспортом всех. (частного воздушного транспорта на всех все равно не хватит, да и места в небе тоже не хватит для безопасных перелетов миллионов частных электровертолетов над одним мегаполисом).
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Пионер
Автор


Зарегистрирован: 18.07.2010
Сообщения: 155

СообщениеДобавлено: Ср Сен 22, 2010 11:38 pm    Заголовок сообщения: Re: Будущее транспорта Ответить с цитатой

maxon писал(а):
Предположим в пространстве. Давайте рассмотрим метро - "пакетную передачу" с интервалом в 4 минуты. Это грубо 5 вагонов по 80 пассажиров - 400 человек. То есть 400 человек в 4 минуты или 100 человек в минуту. Примерно 2 человека в секунду. Такой вот поток.
...
Собственно получается, что метро эквивалентно автомобильной развязке, позволяющей непрерывное однополосное движение личного транспорта со скоростью 80 км/ч и дистанцией 10 метров между машинами. Вот что у нас получилось в качестве пространственного распределения. Такова роль "пакетной" передачи.


Даже по теории вероятности 1 поезд метро с 400 пассажирам гораздо надежнее для обеспечения бесперебойной работы транспортной линии и самое главное В СРЕДНЕМ БЫСТРЕЕ , чем 400 независимых автомобилей с 1 пассажиром, двигающихся друг за другом по этой же самой узкой полосе. Если откажет хотя бы 1 автомобиль, любой из 400, то на всей транспортной линии возникнет задержка для остальных. Вероятность, что откажет хотя бы любой 1 автомобиль из 400 гораздо больше, чем вероятность что откажет именно этот 1 поезд из 1. Пропускная способность и средняя скорость движения при "пакетной транспортировке" в метро намного больше пропускной способности и средней скорости движения при "одиночной транспортировке" в наземном транспорте. Даже если лично вам повезло проехать быстрее на авто по городу, то не забывайте о десятках тысяч тех, кто из-за задержек на дороге теряет время и в среднем движется дольше.

Если вероятность работоспособности поезда 0,999, то поезд доставит всех 400 пассажиров с вероятностью 0,999 без задержек. При этом в среднем лишь 1 случае из 1000 перевозок возникнет задержка и транспортная линия будет временно перекрыта для всех остальных.

Если вероятность работоспособности каждого из 400 автомобилей 0,999, то транспортная линия будет работать без задержек лишь в том случае, если ни один автомобиль не откажет, вероятность этого события гораздо меньше 0,999^400 = 0,670. При этом в среднем в 230 случаях из 1000 возникнут задержки и транспортная линия будет перекрыта для всех остальных. Представьте если таких автомобилей десятки тысяч и они последовательно движутся друг за другом по узкой дороге, вероятность хотя бы 1-ой единственной аварии за день просто огромна и с вероятностью близкой к 100% в каком-то месте транспортная линия будет перекрыта, возникнут пробки и многочасовые задержки.

Поэтому для транспортных линий, где требуется высокая пропускная способность и повышенная надежность работы без сбоев, пакетная передача будет намного выгоднее и эффективнее чем одиночная. То же самое используется в компьютерных сетях - никто не гоняет по 1 байту данных, постоянно задерживая ради этого работу всей сети передачи данных и прерывая весь транспортный поток, чтобы впихнуть лишь 1 байт, а передают дискретно сразу крупными пакетами с маленьким служебным заголовком - это быстрее, надежнее и эффективнее, вы параллельно формируете новые пакеты и кадры не прерывая работу сети и не задерживая передачу других данных. Когда ваш пакет или кадр готов, то доставку за вас выполняет отдельная аппаратная часть в очередной выделенный квант времени с максимально технически возможной скоростью и надежностью.
Вернуться к началу
Посмотреть профиль Отправить личное сообщение
Показать сообщения:   
Начать новую тему   Ответить на тему    Список форумов malchish.org -> Оружие и технологии Часовой пояс: GMT + 3
На страницу Пред.  1, 2, 3, 4, 5  След.
Страница 3 из 5

 
Перейти:  
Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете голосовать в опросах


Реклама. . . .
Powered by phpBB.