Sähkömoottori pienkoneen voimanlähteenä

[Ilkka Mäkelä 1 231]

Ranskalainen suunnittelijaryhmä nimeltä APAME on saanut tehdyksi onnistuneen ensilennon "Electra"-nimisellä yksipaikkaisella pienkoneella, jonka voimanlähteenä on 25 hevosvoiman sähkömoottori. Lithium-polymer-akuista riitti virtaa 48 minuutin lentoon. Sähkömoottori oli asennettu kevyen Souricette-rakennussarjakoneen nokalle.

 

Amerikkalainen Sonex kehittelee 50 hv sähkömoottorilla varustettua omaa konettaan, joka kuljettaisi 2 henkilöä tunnin ajan, minkä jälkeen akut olisi ladattava uudelleen.

 

Käyttökustannukset tuollaisissa koneissa olisivat kaiketi pienet, ja harrastaminen ympäristöystävällistä?

 

http://www.timesonline.co.uk/tol/news/world/europe/article3123681.ece

 

 

[Karoliina Salminen 0]

Tässä olen pohtinut hiljattaista Slashdotattua uutista: Stanfordin yliopistossa olivat kuulemma kehittäneet uuden akkuteknologian, jolla

kapasiteettia pitäisi saada ylöspäin 10x verrattuna perinteisiin lithium-akkuihin. Mikäli tästä saadaan joskus massavalmistettava, siinähän

olisi ratkaisu lentokoneen voimanlähteeseen; jos nykyakuilla saadaan tunnin toiminta-aika, niin 10 kertaisella kapasiteetilla teoriassa

luku nousisi Sonexissa jopa kymmeneen tuntiin. Sonexista voisi skaalta että jos moottorista ottaisi irti 100 hp, riittäisi virtaa 5 tuntia, mikä olisi

loistava määrä. Harjaton DC-moottori on pomminvarma ja turvallisuutta ei sen kanssa tarvitsisi hakea pistämällä useita moottoreita koneeseen.

100 hevosvoimaa riittää jo hyvin etenkin 2-paikkaiselle koneelle. Toinen mielenkiintoinen juttu olisi että akkujahan voisi ehkä ladata aurinkoenergialla

kesäaikaan - kone seisoo platalla usein viikkoja ennen kuin sillä seuraavan kerran lennetään, joten vaikka pienitehoisella aurinkopaneelilla lataaminen on

tuskaisen hidasta, eipä siitä olisi haittaa vaikka kone olisi odottamassa aurinkopaneeliin kytkettynä...

 

[Seppo Pietikainen 0]

Tässä olen pohtinut hiljattaista Slashdotattua uutista: Stanfordin yliopistossa olivat kuulemma kehittäneet uuden akkuteknologian, jolla

kapasiteettia pitäisi saada ylöspäin 10x verrattuna perinteisiin lithium-akkuihin. Mikäli tästä saadaan joskus massavalmistettava, siinähän

olisi ratkaisu lentokoneen voimanlähteeseen; jos nykyakuilla saadaan tunnin toiminta-aika, niin 10 kertaisella kapasiteetilla teoriassa

luku nousisi Sonexissa jopa kymmeneen tuntiin. Sonexista voisi skaalta että jos moottorista ottaisi irti 100 hp, riittäisi virtaa 5 tuntia, mikä olisi

loistava määrä. Harjaton DC-moottori on pomminvarma ja turvallisuutta ei sen kanssa tarvitsisi hakea pistämällä useita moottoreita koneeseen.

100 hevosvoimaa riittää jo hyvin etenkin 2-paikkaiselle koneelle. Toinen mielenkiintoinen juttu olisi että akkujahan voisi ehkä ladata aurinkoenergialla

kesäaikaan - kone seisoo platalla usein viikkoja ennen kuin sillä seuraavan kerran lennetään, joten vaikka pienitehoisella aurinkopaneelilla lataaminen on

tuskaisen hidasta, eipä siitä olisi haittaa vaikka kone olisi odottamassa aurinkopaneeliin kytkettynä...

 

 

Tuolta:

http://www.sciencedaily.com/releases/2007/12/071219103105.htm

 

Vaikuttaa todella mullistavalta... 

 

[Jukka Takamaa 0]

Kyllä kyllä,

 

 

Aerodynaamiset ratkaisut ovat myös puhtaampia, kun sähköpelit ei tarvi isoja ilmanottoaukkoja.

 

Voisiko akun loputtua sen pudottaa varjolla, jolloin liitoluku varmaan paranisi huomattavasti...as a precaution for an emergency.

 

Entäs ne polttokennot ?

 

 

t. Jukka T

[Guest romurallye]

Eipähän taida noilla polttokennoilla liikkuvien kulkuneuvojen voimanlähteenä paljoa virkaa olla, mikäli tuo uusi akkukeksintö saadaan sarjavalmistukseen ja vielä myydään kuluttajille järkevällä hinnalla ( akun hinta ei ole 10 kertainen nykyakkuun verrattuna).

 

[Mikko Kallas 0]

Voisiko akun loputtua sen pudottaa varjolla, jolloin liitoluku varmaan paranisi huomattavasti...as a precaution for an emergency.

 

Liitoluku ei kyllä parane akun heivaamisen myötä, ellei akku jo alun alkaen ole ollut lisäämässä koneen kokonaisvastusta... Pelkkä massan vähentäminen kun ei vaikuta parhaaseen liitolukuun.  Kannattaa siis keskittyä pitämään sitä akkua mukana.

Muuten tilanne muistuttaa liikaa sitä tapausta, jossa mies kantoi isoa kiveä mukanaan päästäkseen pakenemaan tarvittaessa nopeammin heittämällä kiven pois...

 

MikkO

[Nils Rostedt 13]

Pahoittelen että palautan taas keskustelun maan pinnalle. Mutta niin hieno kuin tuollainen 10x kapasiteettilisäys olisikin, ongelmaton se ei ole.

 

Tuollaisessa paketissa energiatiheys on niin suuri että vikaantumistapauksessa akusta voi helposti tulla räjähtävä pommi. Niinpä jo tähänastisissa projekteissa, kuten tuo em. sähkö-Sonex sekä sähkömopu Antares, on jouduttu käyttämään paljon vaivaa ja "ylimääräisiä" ratkaisuja suojajärjestelmiin, joiden avulla vikaantumisista voi selvitä turvallisesti. Jos kapasiteetti kasvaa 10x, suojausjärjestelmätkin on rakennettava vielä paremmiksi.

 

Toivottavasti tähän joskus päästään, ennustan vain että aikaa kuluu ennen kuin nämä haasteet on voitettu. Onhan näitä palopommi-ongelmia ollut jo nykyisissä, pienissä litium-akkusovelluksissa kuten kannettavat tietokoneet ja matkapuhelimet. Sähkölennokkiharrastajat ovat myös kertoneet mielenkiintoisia tarinoita aiheesta "miten sulatellaan johtoja ja liittimiä".  

 

 

[Guest romurallye]

Nils - eikös  keskustelun kuulu olla ainakin vähän maanpinnan yläpuolella kun aiheena on ilmailu 

[Nils Rostedt 13]

Nils - eikös  keskustelun kuulu olla ainakin vähän maanpinnan yläpuolella kun aiheena on ilmailu 

 

Ilman muuta  .

 

Toisaalta, tiettävästi kaikki ilma-alukset jotka ovat päässeet ilmaan, ovat myös palanneet maahan (tai veteen) ennemmin tai myöhemmin. Joko yhtenä tai useampana kappaleena 

 

 

Tuosta tulikin mieleen viimevuotiset 54 tunnin lennot akku/aurinkokennokäyttöisellä, miehittämättömällä Zephyr-koneella . Veikkaan ettei kulu montakaan vuotta, kunnes tuollainen miehittämätön laite pysyy ilmassa periaatteessa rajoittamattoman ajan. Sitten jos pitää olla ihmisiä mukana se muuttuu taas ihan eri asiaksi 

 

 

[Seppo Pietikainen 0]

Pahoittelen että palautan taas keskustelun maan pinnalle. Mutta niin hieno kuin tuollainen 10x kapasiteettilisäys olisikin, ongelmaton se ei ole.

 

Tuollaisessa paketissa energiatiheys on niin suuri että vikaantumistapauksessa akusta voi helposti tulla räjähtävä pommi. Niinpä jo tähänastisissa projekteissa, kuten tuo em. sähkö-Sonex sekä sähkömopu Antares, on jouduttu käyttämään paljon vaivaa ja "ylimääräisiä" ratkaisuja suojajärjestelmiin, joiden avulla vikaantumisista voi selvitä turvallisesti. Jos kapasiteetti kasvaa 10x, suojausjärjestelmätkin on rakennettava vielä paremmiksi.

 

Toivottavasti tähän joskus päästään, ennustan vain että aikaa kuluu ennen kuin nämä haasteet on voitettu. Onhan näitä palopommi-ongelmia ollut jo nykyisissä, pienissä litium-akkusovelluksissa kuten kannettavat tietokoneet ja matkapuhelimet. Sähkölennokkiharrastajat ovat myös kertoneet mielenkiintoisia tarinoita aiheesta "miten sulatellaan johtoja ja liittimiä". 

 

 

 

Ei tuossa mitaan historiallisesti poikkeukselllista ole. Kyse on haasteesta, ja ihmisilla on erinomainen kyky (ainakin useimmiten) kohdata haasteet.

Valitettavasti joskus ihmishenkien kautta, mutta kuitenkin...

[Seppo Pietikainen 0]

Ei tuossa mitaan historiallisesti poikkeukselllista ole. Kyse on haasteesta, ja ihmisilla on erinomainen kyky (ainakin useimmiten) kohdata haasteet.

Valitettavasti joskus ihmishenkien kautta, mutta kuitenkin...

 

Viela taman verran: Voisin lyoda vetoa, etta joku/jotkut riskirahoittajat ovat iskeneet silmansa tuohon, koska kyse on potentiaalisesti

todella isoista rahoista, ehka vahiten pienkoneteollisuudessa, mutta valunee sinnekin...

[Guest Sakari Pyörre]

Aerodynaamiset ratkaisut ovat myös puhtaampia, kun sähköpelit ei tarvi isoja ilmanottoaukkoja.

Voisiko akun loputtua sen pudottaa varjolla, jolloin liitoluku varmaan paranisi huomattavasti...as a precaution for an emergency.

 

Jukka hyvä, liitoluku ei parane jos painoa pudottaa. (Sorry Mikko Kallas, en ehtinyt kiihkoissani lukea viestiäsi ennen postausta.)

[Juha Lampi 282]

Hmm, nykyään koneet pruukataan tehdä vaaleiksi, notta kestäisivät paree aurinkoa. VFR-koneen selkäpuoli voisi toisaalta olla yhtä aurinkokennostoa

 

Kennostoissa on se huono puoli, että ne tuppaavat toimimaan heikoimman mukaan: jos yksikin kenno on varjossa, kaikkien tuotto tipahtaa. Onneksi lentskareilla lennetään yleensä puiden yläpuolella...

[Hannu Tolonen 0]

Hmm, nykyään koneet pruukataan tehdä vaaleiksi, notta kestäisivät paree aurinkoa. VFR-koneen selkäpuoli voisi toisaalta olla yhtä aurinkokennostoa

 

Kennostoissa on se huono puoli, että ne tuppaavat toimimaan heikoimman mukaan: jos yksikin kenno on varjossa, kaikkien tuotto tipahtaa. Onneksi lentskareilla lennetään yleensä puiden yläpuolella...

Siis täh, jos kennosto on rakennettu yksittäisistä kennoista niin eihän yksi kenno voi vaikuttaa muihin kennoihin?

 

Hannu

[Karoliina Salminen 0]

Pahoittelen että palautan taas keskustelun maan pinnalle. Mutta niin hieno kuin tuollainen 10x kapasiteettilisäys olisikin, ongelmaton se ei ole.

 

Tuollaisessa paketissa energiatiheys on niin suuri että vikaantumistapauksessa akusta voi helposti tulla räjähtävä pommi. Niinpä jo tähänastisissa projekteissa, kuten tuo em. sähkö-Sonex sekä sähkömopu Antares, on jouduttu käyttämään paljon vaivaa ja "ylimääräisiä" ratkaisuja suojajärjestelmiin, joiden avulla vikaantumisista voi selvitä turvallisesti. Jos kapasiteetti kasvaa 10x, suojausjärjestelmätkin on rakennettava vielä paremmiksi.

 

Toivottavasti tähän joskus päästään, ennustan vain että aikaa kuluu ennen kuin nämä haasteet on voitettu. Onhan näitä palopommi-ongelmia ollut jo nykyisissä, pienissä litium-akkusovelluksissa kuten kannettavat tietokoneet ja matkapuhelimet. Sähkölennokkiharrastajat ovat myös kertoneet mielenkiintoisia tarinoita aiheesta "miten sulatellaan johtoja ja liittimiä". 

 

 

Eiköhän se suurin energiatiheys nykyisin silti ole bensassa ja siksihän se varsinkin elokuvissa niin

iloisesti räjähtääkin

 

Voi olla että jos bensaa nykyisin ehdotettaisiin niin sitä ei hyväksyttäisi ollenkaan niin vaarallisena kamana.

 

Kännykkyjen akkujen räjähdykset on kyllä likipitäen urbaanin legendan luokkaa. Maailmassa taisi olla miljardin luokkaa

kännyköitä, vuodessa tulee muutama uutinen räjähdyksisitä ja silloinkin usein uutinen paljastuu

feikiksi tai jois on oikea niin surkeadsti tehdyn piraattiakun viaksi.

 

Se, miksi lennokeiden Litium-akuissa on enemmän ongelmia on koska ne ovat kokonaan ilman

mitään suojapiirejä akkupaketissa jolloin ne voi rikkoa oikosululla tai ylilatauksella- tai purulla.

 

Isoissa sähköautoissa/lentokoneissa on paljon akkuja sarjassa, jos yksi akku sarjasta hajoaa,

vaikka räjähtää, on vaurio kuitenkin paikallinen toisin kuin jos se bensa alkaisi palamaan. 

 

Siis, hyvin tehdyssä Litium akkujärjestelmässä valvontalogiikka valvoo jokaisen akin

varaustilaa ja kuntoa: purku tai lataus katkaistaan ennen kuin mitään peruuttamatonta

vahinkoa pääsee sattumaan. Jos silti, akut olisivat vaikka koneen siivissä niin todennäköisesti yhden kennon

räjähdys lähinnä tekisi pinnassa olevaan laminaattiin reiän eikä aihauttaisi totaalista tuhoa.

 

 

Kate

[Nils Rostedt 13]

Kännykkyjen akkujen räjähdykset on kyllä likipitäen urbaanin legendan luokkaa.

 

Pienellä haulla selvisi että 2006-2007 kannettavien tietokoneiden ja kännykköjen valmistajat tarjoutuivat vaihtamaan yhteensä ainakin 53 miljoonaa litiumakkua rakenne- tai valmistusvian aiheuttaman palovaaran vuoksi. Jätän tuotemerkit mainitsematta, ettei menisi aivan OT.

 

Lisäksi USA:n viranomaiset ovat juuri rajoittaneet irrallisten litiumakkujen kuljettamista liikennelentokoneiden matkatavarassa, myös palovaaran vuoksi. Tässä tosin suurin riski taitaa olla irrallisen akun yhteydessä piilevä oikosulkuvaara, mikä ei ole riski silloin kun akku on laitteessa paikallaan. Mutta samassa yhteydessä luin että jos litiumakku syttyy palamaan sen sammuttaminen on erityisen hankalaa, tavanomaiset sammutusaineet eivät oikein toimi tjsp.

 

[Aki Suokas 80]

Liitoluku ei kyllä parane akun heivaamisen myötä, ellei akku jo alun alkaen ole ollut lisäämässä koneen kokonaisvastusta... Pelkkä massan vähentäminen kun ei vaikuta parhaaseen liitolukuun.  Kannattaa siis keskittyä pitämään sitä akkua mukana.

 

Mutta kyllä Jukka on siinä mielessä jäljillä, että vaikka massa vähentäminen ei paranna liitolukua, niin tehontarvetta se vähentää koska se paras liitoluku syntyy pienemmällä nopeudella ja kokonaismassa on pienempi.

Taitaa tulla kyllä super kalliiksi lentäminen, jos akkuja kuluu tuohon tahtiin. Siihen verrattuna on 100LL halpaa lystiä.

[Seppo Pietikainen 0]

Pienellä haulla selvisi että 2006-2007 kannettavien tietokoneiden ja kännykköjen valmistajat tarjoutuivat vaihtamaan yhteensä ainakin 53 miljoonaa litiumakkua rakenne- tai valmistusvian aiheuttaman palovaaran vuoksi. Jätän tuotemerkit mainitsematta, ettei menisi aivan OT.

 

Lisäksi USA:n viranomaiset ovat juuri rajoittaneet irrallisten litiumakkujen kuljettamista liikennelentokoneiden matkatavarassa, myös palovaaran vuoksi. Tässä tosin suurin riski taitaa olla irrallisen akun yhteydessä piilevä oikosulkuvaara, mikä ei ole riski silloin kun akku on laitteessa paikallaan. Mutta samassa yhteydessä luin että jos litiumakku syttyy palamaan sen sammuttaminen on erityisen hankalaa, tavanomaiset sammutusaineet eivät oikein toimi tjsp.

 

 

Li-ion akut ovat energiatiheytensa vuoksi potentiaalisesti vaarallisia.

NTSB:n Hazardous Materials onnettomuusraportti:

http://www.ntsb.gov/publictn/2005/HZB0501.htm

 

The Accident

About 3:51 a.m., central daylight time,[1] on August 7, 2004, a fire destroyed some freight that included lithium-ion batteries; the freight was in a unit load device (ULD) at the Federal Express Corporation (FedEx Express) hub in Memphis, Tennessee. The ULD had been raised on loading equipment and pushed about halfway onto an airplane bound for Charles de Gaulle Airport, Paris, France, when the loading personnel smelled smoke. They returned the smoking ULD to the loading equipment and lowered the ULD to the ground. When Memphis fire department responders opened the ULD, a fire flared up inside. Damage to the ULD and the freight is estimated as $20,000. The airplane was a Boeing MD-11 that FedEx Express operated as flight 0004.

...

 

Tama onnettomuus on saattanut johtaa Li-ion rajoituksiin.

 

[Joel Kajas 0]

 

 

Tämä uusi akkuteknologia ja sen soveltaminen ilmailuun kuullostaa kyllä hyvältä, mutta ensin se pitää saada valmiiksi. Ja sen jälkeen on vielä ilmailuviranomaisten vuosien mittainen hyväksyntärumba edessä. Taitaa siis vielä hyvä tovi mennä ennen kuin konetta lataillaan tankkauksen sijasta.

[Mauno Selin 30]

En tahtoisi olla ilonpilaajana, mutta oheisessa linkissä on lisää löylyä akkukeskusteluun (http://www.europositron.com/fi/index.html). Kannattaa aina olla skeptinen jos joku lupaa kymmenen tai kaksikymmentä kertaa suurempaa energiatiheyttä akkukeksinnöilleen. Hesari uutisoi syksyllä että kyseinen suomalaiskeksijä on saamassa syytteen törkeästä huijauksesta, oli kerännyt miljoonia euroja myymällä yhtiönsä osakkeita tulevaisuuden olemattomin odotusarvoihin perustein usean vuoden aikana. Olikos se niin, että tyhmä ei ole se joka pyytää vaan se joka maksaa.

[Jukka Takamaa 0]

Jukka hyvä, liitoluku ei parane jos painoa pudottaa. (Sorry Mikko Kallas, en ehtinyt kiihkoissani lukea viestiäsi ennen postausta.)

 

Törmäysenergia kuitenkin pienenee huomattavasti !

[Jukka Takamaa 0]

Tässä muuten sähköllä lentävä Taurus;

 

http://www.pipistrel.it/prodotti/taurus2.html

[Karoliina Salminen 0]

En tahtoisi olla ilonpilaajana, mutta oheisessa linkissä on lisää löylyä akkukeskusteluun (http://www.europositron.com/fi/index.html). Kannattaa aina olla skeptinen jos joku lupaa kymmenen tai kaksikymmentä kertaa suurempaa energiatiheyttä akkukeksinnöilleen. Hesari uutisoi syksyllä että kyseinen suomalaiskeksijä on saamassa syytteen törkeästä huijauksesta, oli kerännyt miljoonia euroja myymällä yhtiönsä osakkeita tulevaisuuden olemattomin odotusarvoihin perustein usean vuoden aikana. Olikos se niin, että tyhmä ei ole se joka pyytää vaan se joka maksaa.

 

Skeptisyys on paikallaan kun siihen on aihetta. Mutta kun asian taustalla on esim. nimi Stanfordin yliopisto eikä joku random-pelle-peloton joka haluaa rahat ennen kuin on näyttöä, sijaa skeptisyydelle jää vähemmälti.

 

http://www.engadget.com/2007/12/19/stanfords-nanowire-battery-leapfrogs-li-ion/

http://news-service.stanford.edu/news/2008/january9/nanowire-010908.html

 

 

[Guest Sakari Pyörre]

Tässä muuten sähköllä lentävä Taurus;

 

Emmä tosta italiasta ymmärtänyt juuri mitään... mutta kaiketi Taurus on ultrakevyt itsestarttaava purjekone. Jos näin on, sähköllä ajetaan 5 minuuttia, loput lennellään aurinkotuulella.

[Nils Rostedt 13]

Tein tässä hieman extrapolointia, kun luin erään ennusteen joka ennustaa että akkujen kapasiteetti paranee noin 5-10% vuodessa.

 

Lähtötilanteena nyt v. 2008 otin sen että kaksipaikkainen pienkone pysyy sähkön voimalla ilmassa noin 45 minuuttia (Sonex).

 

Jos laskemme 5% kapasiteettikasvulla, kaksinkertainen lentoaika eli 1,5 tuntia olisi mahdollinen vuonna 2028 ja 3 tunnin lentoaika, joka lienee jo riittävä järkeväänkin käyttöön, onnistuisi vuonna 2037.

 

Optimistisemman 10% vuosikasvuennusten mukaan 1,5 tunnin lentoaika olisi mahdollinen vuonna  2016 ja 3 tunnin lentoaika jo vuonna 2023.

 

Tarkistin historiassa taaksepäin, esimerkkinä tuttu AA-kokoinen NiCd / NiMh -akkukenno. Vuonna 1976 sellaisen kapasiteetti oli 500 mAh ja nykyään myydään 2700 mAh kennoja, joten energiatiheys on näissä kasvanut keskimäärin noin 6% vuodessa.

 

Yritin verrata  myös Litium-akkuihin, mutta tämä on hieman hankalaa kun kennojännite on 3.6V. Löysin yhden tiedon, jonka mukaan Li-Po akun energiatiheys on 2.6-kertainen NiMH verrattuna (170 Wh/kg vrt. 65 Wh/kg). Tämän perusteella hypoteettinen LiPo 1.2V AA-kenno antaisi 7000 mAh. Tämä vastaa noin 10% historiallista vuosikasvua tuohon 1976 akkuun nähden, eli tarkistuksen perusteella tuo 5-10% vuosikasvu näyttäisi realistiselta. Mielenkiintoista olisi nyt katsoa mitä tällainen kehitys tarkoittaisi isompien, kaupalliseen liikenteeseen soveltuvien lentokoneiden osalta   

 

edit: korjattu pieni laskuvirhe, parempaan suuntaan meni