Часть дипломной работы на тему Накопители электрической энергии большой ёмкости (АКБ) с высокими удельными характеристиками в винтокрылых летательных аппаратах с гибридной силовой установкой (СУ) или полностью электрической

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 3

1. Накопители электрической энергии 8

1.1. Характеристика накопителей электрической энергии 8

Технические преимущества литий-ионных АКБ: 13

1.2. Основные характеристики накопителей энергии 15

1.3 Типы винтокрылых летательных аппаратов 16

1.4. Производство электроэнергии и экология 21

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 23

Введение:

Летательный аппарат (ЛА) – это общее название устройства (аппарата) для полётов в атмосфере или космическом пространстве. Принцип полёта определяется тем, каким образом и за счёт чего создаётся подъёмная сила. Наиболее распространенными ЛА являются самолеты, ракеты, вертолеты и коптеры.

Первые два отличаются от вторых способом проявления подъемной силы. У самолетов подъемная сила образуется за счет воздушного потока, действующего на движущийся самолет. Соответственно, если нет перемещения самолета, то нет его подъемной силы. Коптеры и вертолеты имеют подъемную силу за счет вращающихся винтов.

Автоматизация процессов управления полетом самолетов, вертолетов и ракет всех классов требует использования определенных видов (источников) энергии. Повышение скорости, высоты, дальности и безопасности полета современного летательного аппарата в значительной мере зависит от уровня и качества энергоснабжения бортовых систем.

Ввиду значительного расходования энергии приборами, системами и силовыми механизмами, использование накопителей энергии – аккумуляторов (электрических, гидро аккумуляторов) для обеспечения длительного полета большого ЛА не представляется возможным.

Для ракет малой дальности (управляемых и неуправляемых снарядов) и беспилотных ЛА могут быть использованы аккумуляторы, обеспечивающие питанием бортовую аппаратуру и даже привод основного движителя – воздушного винта (малые ЛА самолетного типа, дроны-квадрокоптеры и т.п).

При проектировании САУ для обеспечения систем управления полетом автономного ЛА в настоящее время доступны следующие виды энергии:

1. Электрическая

2. Гидравлическая

3. Пневматическая (газ под давлением)

Источниками энергии на летательном аппарате могут являться различные установки: электротехнические, гидравлические, механические, пневматические, химические и пиротехнические.

При выборе типа энергоснабжения САУ необходимо учитывать, что энергия необходима для двух групп потребителей:

1. Приборы аппаратуры управления.

2. Исполнительные механизмы.

Вопрос о применении того или иного вида энергии в каждом конкретном случае решается с учетом требований к бортовому комплексу оборудования и возможности наиболее рационального использования того или иного вида энергии в реальных условиях эксплуатации.

С позиций конструирования бортового комплекса целесообразно по возможности уменьшить число употребляемых видов энергии.

Преимущества применения электрической энергии:

— универсальность – может быть использована как для питания приборов аппаратуры управления, так и для исполнительных механизмов;

— высокая скорость передачи информационного сигнала и минимальные значения постоянных времени (задержек), по этому показателю электрические системы вне конкуренции;

— пневматические и гидравлические вычислительные устройства обеспечивают быстродействие до 10 – 100 операций в секунду; (быстродействие механических приводов различных систем при сопоставимых требованиях по мощности или усилию практически одинаковы, для вращательного движения можно считать пропорциональным отношению действующего момента

Фрагмент текста работы:

1. Накопители электрической энергии

1.1. Характеристика накопителей электрической энергии

Накопители электроэнергии предназначены для частичного или полного разделения во времени процессов генерации и потребления электрической энергии. Типы, размеры и возможности накопителей могут быть самыми разными – от мельчайших электрических конденсаторов и механических пружин весом в доли грамма, накопляющих минимум энергии на небольшое время, до огромных резервуаров, способных изменять географию и климат целых регионов и обеспечить их энергией в течение многих месяцев.

Накопители также отличаются скоростью накопления и отдачи («зарядки» и «разрядки»), удельной плотностью накопленной энергии, различным временем хранения и прочими параметрами, включая надёжность и стоимость изготовления и обслуживания.

Правильный выбор накопителя акцентирует внимание на преимуществах генератора даровой энергии и способен скрыть многие его недостатки, ошибка же в выборе может сделать работу даже самого лучшего такого источника практически невозможной. Методов классификации накопителей может быть множество.

Основные типы накопителей энергии

Гидроаккумулирующие электростанции, (Pumped Storage Hydropower), ГАЭС ГАЭС являются наиболее распространенным и используемым в течение продолжительного времени видом накопителей электроэнергии. Суммарная установленная мощность ГАЭС в мире в настоящее время составляет около 165 ГВт [1].

Доля ГАЭС в суммарной установленной мощности накопителей в энергосистемах мира составляет 97% [1]. В России успешно эксплуатируется Загорская ГАЭС установленной мощностью 1200 МВт.