Какая есть альтернатива АКБ для БПЛА?

Question

[Lutra]

Вопрос чисто теоретический.
Есть огромное число дронов которые в качестве источника питания используют аккумуляторы. Их минусы очевидны: сложности переработки и утилизации, отказ в холодную погоду, закисления и т.д. Очевидно что для больших БПЛА можно поставить генератор работающий от ДВС. А есть ли перспективные альтернативы для замены АКБ?

Answer 1

[ThunderCat]

Какая есть альтернатива АКБ для БПЛА?

Так все те же двс, на спирте или бензине - не суть. Если же речь конкретно про квадро/мультикоптеры, то альтернативы электротяге практически нет, так как оборотами двс управлять сложнее, а балансировать 4 и более движка нужно очень точно. Как вариант могут быть использованы топливные ячейки для выработки электричества из топлива, но в целом у них есть критический недостаток - мощность практически напрямую зависит от площади, по этому обычно на более-менее приличную мощность нужна тяжелая ячейка.

Comments

[Lutra]

Благодарю за развернутый ответ. Есть ли эффективные ячейки топливные?

[ThunderCat]

Lutra, Они все эффективные, просто их эффективность напрямую зависит от площади пластин. А соответственно и массы. И тут есть расчетная точка, при которой выходная мощность превышает необходимые энергозатраты на подъем массы ячейки + топлива, то есть уже может поднять себя и коптер. У Игоря Негоды вроде недавно вышел ролик по ячейкам с экскурсией по заводу, можете глянуть для ознакомления.

Answer 2

[Владимир Коротенко]

То что я ниже напишу сугубо ИМХО.
Если не принимать во внимание "зеленую" истерию то вариантов особенно нет бензину.
Фишка в огромной удельной энергоемкости на килограмм веса ну и в том что окислитель за бортом.
То есть это ультимативный вариант.
Дальше разбираемся по компоновкам.
* от 300гр до 3-4 кг. Вариантов нет только электрика.
* 4-8 кг "тепловозная схема" - ДВС запитывает генератор от которого питаются тяговые движки
* тяжелые дроны та-же тепловозная, плюс есть варианты на 4 ТРД движках с отклоняемым соплом.
* не игрушечные дроны (самолетного типа) все что выше 3-4 кг это двс классической схемы
* от 600 это уже скорее всего турбовинтовой двигатель
* от 1200 это двухконтурный ТРД

Comments

[Lutra]

Благодарю за развернутый ответ. А можно ли бензин как то использовать не в виде топлива ДВС? например как- то разложить и использовать как источник ионов?

[Владимир Коротенко]

Lutra, в том то и дело что нет. Современные двс они отработаны как болтовые винтовки. По съёму мощности с килограмма конструкции они вне конкуренции.
С 1.3 литра сейчас снимают до 160 лошадей, это и впрыск и наддув и изменение фаз газораспределения и с учетом того что движки душаться на евро6 это фантастика

Answer 3

[Dmtm]

сжатый воздух
https://www.youtube.com/watch?v=A7HyDLVCnco

Comments

[Василий Банников]

Баллоны тяжёлые и энергоёмкость на единицу массы низкая.
Пригодно только для вот таких вот игрушек или вместо вышибного заряда, если БПЛА запускается из трубы.
Батарея всё равно нужна, если хочется пилотируемости.

[Dmtm]

понятно что если бы реальная альтернатива была, то кто бы ставил батарею,
дроны вообще сомнительная идея, экономика за дирижаблями, околонулевая плавучесть и высота винтами

[Lutra]

Dmtm, И зависимость от ветра, и проблемы с утесками газа- заполнителя, и может ее что то. Логично что самолеты почему- то вытеснили все дирижабли. И если уж соласны на пневматику, то можно пиропатроны использовать.

[ThunderCat]

Lutra,

И зависимость от ветра, и проблемы с утесками газа- заполнителя, и может ее что то.

Еще что-то - это наполнитель, в случае водорода это летающая бомба(вспоминаем Гинденбург), в случае гелия - ниипически дорогая добыча. Ну и скорость аппаратов, сильно уступающая современной авиации за те же деньги. Все остальные перечисленные проблемы решаемы даже с уровнем развития технологий 40 годов.

[Dmtm]

1) у дронов с ветром проблемы еще больше, у дирижабля же есть инерционность, его особо стабилизировать не надо
2) конечно только водород, но дирижаблю-замене-дрона людей не возить так что пусть себе взрывается
3) способность зависать у дирижабля на порядки лучше
4) грузоподъемность тоже
5) водород можно делать электролизом прямо перед запуском, ну чуть дороже возни с литием, хотя еще как посчитать (затраты на добычу/утилизацию тоже надо бы приплюсовать - а вода - она в любой луже)
6) только инерция мышления и искусственно созданный спрос на дроны пока задерживают масоовое дирижаблестроение )

Answer 4

[Василий Банников]

Можно в принципе от двигателя на жидком топливе в движение приводить. На винтовом или на реактивном.

Аккумуляторы и трудноперерабатываемые компоненты в любом случае будут нужны, а экологичности реактивные двигатели точно не добавляют.

отказ в холодную погоду

Решается подогревом и альтернативной химией (почему-то уверен, что есть варианты, которые лучше переносят холодную погоду)

закисления

Не понял.