在地上跑容易造,在天上飞不容易!飞机的原理和汽车完全不同,只要轮子转动就能跑,任何发动机都可以驱动。与飞机不同,在天空中飞行需要更大的驱动力。发动机功率大,工作时间长,稳定性好,这是电机/动力电池不能...
在地上跑容易造,在天上飞不容易!飞机的原理和汽车完全不同,只要轮子转动就能跑,任何发动机都可以驱动。与飞机不同,在天空中飞行需要更大的驱动力。发动机功率大,工作时间长,稳定性好,这是电机/动力电池不能用在飞机上的主要原因。当然,除了一些医学和航拍用的微型飞机,这些小飞机更适合用电力驱动。理论上,飞机可以用电力驱动,但实际应用起来会很困难。解决一个能大功率连续工作的电机很容易,但如何解决体积和重量的问题是一个难点。我们来看看航空用涡轴发动机的参数:90年代发动机功率达到1566kw,重量却只有241kg。小羚羊直升机的发动机功率只有441kw,但自重不超过160kg。如果电机功率达到400kw,那么重量以吨计算!可以说,一架飞机仅靠一个电机增加几吨的载重量,是一件很恐怖的事情!只能想想,没什么实用价值。即使是只能乘坐1-3人的小型直升机,也很难用电力驱动。这种小型直升机使用的是活塞式发动机,马力在190左右,理论上可以用电机代替。但机器重量只有500kg左右,提升力在1000kg左右。如果用电机代替发动机,电机的自重会有效降低飞机的升力,得不偿失。这些都没有考虑动力电池带来的问题。电池的容量决定了电机的功率和飞机的续航能力。与电动机相比,电池的能量密度是一个棘手的问题。目前动力电池组的能量密度约为150wh/kg,一个容量为100kwh的电池组自重达到666kg。但是100kwh的电池组只能为100kw的电机工作1-2小时。上图中的小型直升机,加满240升燃料后,可以飞行5-6个小时。100kwh的电池组根本不够用。如果电池组的容量翻倍,光伏电池的重量就已经超过一吨了!这种小飞机做出来以后恐怕就不能空载飞行了,自重已经超过了它的提升能力!相比之下,汽车的驱动功率要小很多,对汽车的电机功率要求也不高。汽车启动时,各种外力都需要大功率。当汽车的速度提高时,它的驱动力就会大大降低。所以电动车不需要配备额定功率过大的电机,而是一半额定功率的电机!因为电机可以短时间过载,最大可以翻倍!比如一台电机的额定功率是65kw,但是短时间过载最大功率可以达到120kw。因为汽车加速是秒的事情,提速后巡航功率很低,20kw功率就够了!所以汽车里的锂电池容量不是特别大,因为汽车不需要持续大功率运转。不像飞机,在天空中飞行总是需要很高的功率,所以只有一些更小的飞机是电力驱动的,而其他的飞机是不能用电力驱动的。
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