构想中的新型混合动力涡扇发动机（方案A、方案B）

来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/28 16:12:25


未来油-电混合动力客机的关键技术除了高能电池以外，就是新型混合动力涡扇发动机


Hybrid-A-Turbofan：

以库兹涅佐夫设计局的HK-93涵道桨扇发动机为基础，前方加电动机，后方加一个发电机

涵道比约=18




Hybrid-B-Turbofan:

在gyggyg2010网友的建议下，在机闸上加一个环形的磁钢圈，在叶片尖端增加感应片，利用涡感原理让感应片围绕磁钢圈进行圆周运动，进而感应片带动叶片旋转。因为大涵道涡扇发动机的叶片都很长，力臂很长，尖端只需要一点点扭力就可以让叶片旋转起来！为了减少风扇旋转的阻尼，发电机放在后面。

这个方案结构更加简单，可以大幅度减重！

涵道比约=16






未来油-电混合动力客机的关键技术除了高能电池以外，就是新型混合动力涡扇发动机


Hybrid-A-Turbofan：

以库兹涅佐夫设计局的HK-93涵道桨扇发动机为基础，前方加电动机，后方加一个发电机

涵道比约=18

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2012-8-27 16:17 上传




Hybrid-B-Turbofan:

在gyggyg2010网友的建议下，在机闸上加一个环形的磁钢圈，在叶片尖端增加感应片，利用涡感原理让感应片围绕磁钢圈进行圆周运动，进而感应片带动叶片旋转。因为大涵道涡扇发动机的叶片都很长，力臂很长，尖端只需要一点点扭力就可以让叶片旋转起来！为了减少风扇旋转的阻尼，发电机放在后面。

这个方案结构更加简单，可以大幅度减重！

涵道比约=16

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2012-8-28 12:46 上传




奇葩一个

俄罗斯HK-93为研究基础，进行改装



你这个帖子应该保存到那天有报道说现在有了全新的轻巧高容量电池时再发。
石墨烯概念锂电池不就是LS所求么，一分钟充电，储电量百倍。
退休军工 发表于 2012-8-27 16:26
你这个帖子应该保存到那天有报道说现在有了全新的轻巧高容量电池时再发。

纸上谈兵而已

设计的时候借鉴了美国GE下一代Hfan+的思路

后方加发电机，工作环境太恶劣了，发电机和电动机可以合一，且少了一套减速机构，另可考虑加太阳能蒙皮，这样才有实际意义
电动机、发电机，可以二合一不？
yes413aa 发表于 2012-8-27 17:14
电动机、发电机，可以二合一不？
可以，潜艇上的发电机和电动机就是合二为一的。
BADANGEL 发表于 2012-8-27 17:02
后方加发电机，工作环境太恶劣了，发电机和电动机可以合一，且少了一套减速机构，另可考虑加太阳能蒙皮，这 ...

涡轮的转速高

应该比低压压气机更适合发电

少将v5啊~给个性能参考吧
中国“心” 发表于 2012-8-27 20:03
少将v5啊~给个性能参考吧

可以参考HK-93



有一种东西叫起发电机，可以直接用，直接装在低压风扇前，发动机工作时，发电储存起来，发动机不工作时，做电动机用，驱动风扇前进。电机作动力电机时，低压风扇应该断开与后面低压涡轮的连接，节约动力，这个相对简单，一个离合器就可以了。这是最好能有个节流装置，让风扇气流只走外涵道，高压压气机，高压涡轮，低压涡轮都不转动。或者是发动机慢车状态，低压风扇由电机驱动，发动机不停转，便于紧急启动。关键还是高能量密度的充电电池。

有一种东西叫起发电机，可以直接用，直接装在低压风扇前，发动机工作时，发电储存起来，发动机不工作时，做电动机用，驱动风扇前进。电机作动力电机时，低压风扇应该断开与后面低压涡轮的连接，节约动力，这个相对简单，一个离合器就可以了。这是最好能有个节流装置，让风扇气流只走外涵道，高压压气机，高压涡轮，低压涡轮都不转动。或者是发动机慢车状态，低压风扇由电机驱动，发动机不停转，便于紧急启动。关键还是高能量密度的充电电池。
偷懒，系统一点，详尽一点，这都是半成品，怎么看啊。{:soso_e138:}
现在前面装的是辅助启动系统。。。。LZ吧前面的增加功率变成电动机
红色卫士 发表于 2012-8-27 20:23
有一种东西叫起发电机，可以直接用，直接装在低压风扇前，发动机工作时，发电储存起来，发动机不工作时，做 ...

用涡轮机发电是不是效率更高一些。。。

大猫---天枰 发表于 2012-8-27 20:29
偷懒，系统一点，详尽一点，这都是半成品，怎么看啊。

只是一个初步的概念模型

尺度参考的是HK-93

详细设计需要很复杂的工程计算，本人实在是力不能及。。。

红色巨灵神 发表于 2012-8-27 20:42
用涡轮机发电是不是效率更高一些。。。
发电的时候低压风扇是由低压涡轮驱动的，低压风扇和低压涡轮是在一根轴上的，没问题呀，高压涡轮转速太快，需要减速，低压涡轮和风扇的转速比较合适。你把发电机放到后面的问题是，后面热气流包围，发电机工况太差，高温下电阻会成倍增加，发电效率比较低。我的意思是不用把发电机和电动机分开，同时，发电机放前面应该说更合理一点，有气流冷却，效率更高，而且更便于维护。
红色巨灵神 发表于 2012-8-27 18:40
涡轮的转速高

应该比低压压气机更适合发电
高速低扭矩，带不动发电机，还得多个发电机，不划算
2012-8-27 22:13 上传


我有一个想法不知可行否，就是利用涡感现象，这样就省掉了电机，结构也简单
具体传输功率可调节磁铁和线圈的数量，如图
红色卫士 发表于 2012-8-27 20:59
发电的时候低压风扇是由低压涡轮驱动的，低压风扇和低压涡轮是在一根轴上的，没问题呀，高压涡轮转速太快 ...

放在后面我主要考虑的是发电效率

具体数据可能还需要再参考一些资料。。。

gyggyg2010 发表于 2012-8-27 22:14
我有一个想法不知可行否，就是利用涡感现象，这样就省掉了电机，结构也简单
具体传输功率可调节磁铁和线 ...

您设计的这是驱动装置？

还是充电装置？


红色巨灵神 发表于 2012-8-27 22:28
您设计的这是驱动装置？

还是充电装置？


驱动装置，直接驱动风扇叶片
红色巨灵神 发表于 2012-8-27 22:28
您设计的这是驱动装置？

还是充电装置？


驱动装置，直接驱动风扇叶片
gyggyg2010 发表于 2012-8-27 22:30
驱动装置，直接驱动风扇叶片

电磁驱动。。。

红色巨灵神 发表于 2012-8-27 22:41
电磁驱动。。。
binggo:D
按照能量守恒定律来说，你用个发电机+电动机组合带动风扇效率上是得不偿失的，不如现在这样用涡轮直接带动前面的风扇，经过越多次不同形态能量转换功率就损失越多。目前看用机械方式（涡轮轴带动减速齿轮后带动风扇）功率损失是最小的。还有你这个高涵道比涡扇发动机并不新鲜，跟现在没有壳子的涡桨没任何区别。
所谓节油50%以上更是笑话，这东西比现在的涡桨肯定是费油的，不需要大量计算就能得出结论。
蛋蛋啊啊啊 发表于 2012-8-27 22:59
按照能量守恒定律来说，你用个发电机+电动机组合带动风扇效率上是得不偿失的，不如现在这样用涡轮直接带动前 ...

混动发动机是可以全电模式飞行的

与涡桨比，优势太明显了！


红色巨灵神 发表于 2012-8-27 23:11
混动发动机是可以全电模式飞行的

与涡桨比，优势太明显了！


你还不明白么？你的电从哪里来的？还不是涡轮带动发电机机来的？这其中发电的效率远比不上直接喷气和通过轴带动风扇的效率高。除非你的电不靠涡轮是通过别的渠道来的，比如太阳能发电，但是目前太阳能发电的推重比太小，完全不经济。
红色巨灵神 发表于 2012-8-27 23:11
混动发动机是可以全电模式飞行的

与涡桨比，优势太明显了！


你还不明白么？你的电从哪里来的？还不是涡轮带动发电机机来的？这其中发电的效率远比不上直接喷气和通过轴带动风扇的效率高。除非你的电不靠涡轮是通过别的渠道来的，比如太阳能发电，但是目前太阳能发电的推重比太小，完全不经济。
蛋蛋啊啊啊 发表于 2012-8-27 23:15
你还不明白么？你的电从哪里来的？还不是涡轮带动发电机机来的？这其中发电的效率远比不上直接喷气和通过 ...

是用涡轮机发电

给电池充满电后，涡轮机就可以关闭了，完全用电机飞行

这时候油耗=0

涡轮机还有热能损耗，就算用能量守恒计算，电机肯定比涡轮机要省油

红色巨灵神 发表于 2012-8-27 23:21
是用涡轮机发电

给电池充满电后，涡轮机就可以关闭了，完全用电机飞行
你觉得得用多大的电池，多大的电动机才能驱动一架上百吨的飞机？一般大型客机的发动机功率都是兆瓦为单位的。
蛋蛋啊啊啊 发表于 2012-8-27 23:29
你觉得得用多大的电池，多大的电动机才能驱动一架上百吨的飞机？一般大型客机的发动机功率都是兆瓦为单位 ...

如果飞机起飞需要200KN的推力

如果是涡扇机，油耗需要200来计算

如果是混动，电机100，涡轮机100，那么油耗用100来计算

这不就是节油50%么！




红色巨灵神 发表于 2012-8-27 23:35
如果飞机起飞需要200KN的推力

如果是涡扇机，油耗需要200来计算


你忽略了推重比这个概念，一台GE90-115B发动机可以持续输出120兆瓦的功率，但是重量只有几吨，如果用你所说的混合动力发动机，那达到和GE90-115B相同的输出功率时（先忽略目前科技完全做不出来这么大持续输出功率的电池组吧），就算能实现重量你这发动机就要比比一架777飞机还要重得多。
红色巨灵神 发表于 2012-8-27 23:35
如果飞机起飞需要200KN的推力

如果是涡扇机，油耗需要200来计算


你忽略了推重比这个概念，一台GE90-115B发动机可以持续输出120兆瓦的功率，但是重量只有几吨，如果用你所说的混合动力发动机，那达到和GE90-115B相同的输出功率时（先忽略目前科技完全做不出来这么大持续输出功率的电池组吧），就算能实现重量你这发动机就要比比一架777飞机还要重得多。

红色巨灵神 发表于 2012-8-27 18:40
涡轮的转速高

应该比低压压气机更适合发电


风扇不就是低压涡轮带动的么，转速一样
而且这东西也只能在起飞时节油，总效益应该达不到50%
红色巨灵神 发表于 2012-8-27 18:40
涡轮的转速高

应该比低压压气机更适合发电


风扇不就是低压涡轮带动的么，转速一样
而且这东西也只能在起飞时节油，总效益应该达不到50%
蛋蛋啊啊啊 发表于 2012-8-27 23:42
你忽略了推重比这个概念，一台GE90-115B发动机可以持续输出120兆瓦的功率，但是重量只有几吨，如果用你 ...

电机几乎没有热损耗问题

完全可以用电池交换载油

penguinqc 发表于 2012-8-27 23:43
风扇不就是低压涡轮带动的么，转速一样
而且这东西也只能在起飞时节油，总效益应该达不到50%

关键是那种方案发电效率高

真要搞的话需要参考一些实验数据。。。

红色巨灵神 发表于 2012-8-27 23:48
电机几乎没有热损耗问题

完全可以用电池交换载油
电池换载油，你奇葩到这种境界我也没啥好跟你辩论的了，下周就开学了，这两天好好玩玩吧。
红色巨灵神 发表于 2012-8-27 23:51
关键是那种方案发电效率高

真要搞的话需要参考一些实验数据。。。
其实这个发电机不一定有必要，按你的说法，这个混合动力飞机的概念大概是利用较小的传统涡轮风扇发动机加上电机的功率，推动较大的飞机起飞，起飞时可以节省不少燃料，同时较小的发动机巡航时也可能要省油一些，也就是起飞才会用到电动机，电池只要够起飞用就可以了，巡航以后就没电池和电机什么事了，不过可以作为一个安全备份。
这种情况下，没有必要再安装大型发电机了，想要飞行中发电再给电动机用的话多此一举，这个过程至少有10%的能量损失。如果想要给电池充电，辅助动力单元就可以了
penguinqc 发表于 2012-8-28 00:09
其实这个发电机不一定有必要，按你的说法，这个混合动力飞机的概念大概是利用较小的传统涡轮风扇发动机加 ...

不仅仅是起飞需要

如果是短途航线，用涡轮机飞起来后，可以完全用电机滑下来

称之为全电飞行模式

所以涡轮机还是需要能发电的，快速的给电池充电



gyggyg2010 发表于 2012-8-27 22:48
binggo

您的建议很有价值

电磁驱动确实有很多优势，我正在修改设计。。。

退休军工 发表于 2012-8-27 16:26
你这个帖子应该保存到那天有报道说现在有了全新的轻巧高容量电池时再发。
看来楼主对混合动力相当着迷。真要到了有轻巧高容量电池的那一天，最高兴的莫过于智能手机用户。
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