¿Los "generadores de turbinas eólicas" en la corriente de derivación ahorrarían combustible para los aviones?

¿Cuál es la ubicación del alternador de un avión, en un avión comercial grande como un Boeing 747 o un Airbus A380?

¿Cuánta potencia produce en kilovatios?

Y cual es la posibilidad de instalarlo con aspas de ventilador? Para actuar como un molino de viento/generador de viento en el punto donde el aire se ralentiza en un motor de turboventilador de derivación. Quiero decir, incorporarlo en el diseño del motor para que disminuya la velocidad del aire para generar electricidad, en lugar de usar el movimiento del motor.

El objetivo sería reducir la cantidad de combustible necesaria para generar electricidad.

¿ Te refieres a algo así como una "turbina de aire Ram" ? Tengo la sensación de que usar la potencia residual dentro del motor es mucho más eficiente en combustible que el arrastre adicional de usar una RAT todo el tiempo.
No obtienes nada por nada. Dado que tomar energía del flujo de aire para hacer girar la turbina no puede ser 100% eficiente, entonces pierde más energía de la que gana a medida que reduce la energía que ingresa al motor desde el flujo de aire. Una transmisión directa por engranajes es mucho más eficiente (mejor que el 99 %) y utiliza combustible para generar energía.
Relacionado: ¿Es sensato aprovechar la energía eólica en un avión? . El segundo párrafo de esta pregunta se ha abordado en gran medida (si no de manera exhaustiva) en la pregunta relacionada vinculada anteriormente.
Cuando escribes " para que disminuya la velocidad del aire para generar electricidad, en lugar de usar el movimiento del motor ", te refieres a convertir la energía cinética del flujo de aire en electricidad en lugar de convertir la energía mecánica del motor. Pero se echa de menos el flujo de aire creado por el motor. Entonces, para usar el flujo de aire, primero debe quemar combustible (adicional) para crear una fuerza, luego convertir esta fuerza en movimiento (flujo de aire relativo), luego la energía del flujo de aire en rotación mecánica usando aspas. Estos tres pasos son todos imperfectos. El uso de un eje requiere solo el primer paso, por lo que es más eficiente.
La generación de energía normal está en los motores o en la APU. Puede que solo sea el metal liviano que vuelo, pero normalmente tengo generadores de arranque, con clasificaciones como 28V -200ADC o 28V -300ADC. Por lo general, las APU tienen arrancadores/generadores. Un problema con los alternadores es que la velocidad de rotación de la turbina es difícil de manejar para el control de frecuencia. La CA no se puede conectar en paralelo. Hay numerosas configuraciones, y todas parecen diferentes. Por lo general, no se conduce con aire sangrado, que se usa para arrancar.
Como regla general del diseño de aeronaves, una hélice de molino de viento requerirá 10 veces la extracción de potencia del flujo de aire para proporcionar una cierta cantidad de potencia a su eje de salida (por lo que 10 kW de potencia al eje requieren 100 kW de "potencia de flujo" que tiene para ser compensado a través de más empuje)
@mins, entiendo que una de las funciones del ventilador en un motor turbo by pass está en la sección del ventilador donde el aire ingresa a las secciones calientes del motor en lugar de la sección by pass, en el crucero, el aire es supersónico, por lo que el aire es desacelerado por el ventilador, en lugar de utilizar el giro lento del motor o el movimiento del ventilador para reducir la velocidad del aire, ¿por qué no instalar una turbina/molino de viento para generar electricidad para otros usos? para entender esto mejor, un estatorreactor usa un cono para desacelerar el aire mientras que un motor turbo by pas usa el ventilador
" el aire es supersónico [y debe reducirse la velocidad, así que] ¿por qué no instalar una turbina/molino de viento [en el motor] para generar electricidad? ". Lo que importa es la energía de flujo (una combinación de velocidad y masa/presión). Lo que sugiere es menos eficiente que usar la caja de accesorios para impulsar el generador . Además, ¿por qué correría el riesgo de tener una cuchilla rota en la carcasa del motor? Cuando se dispone de un aerogenerador en una aeronave, su ubicación es alejada de los motores, cerca del fuselaje .

Respuestas (3)

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Por Olivier Clenen (Trabajo propio) [ CC BY-SA 3.0 ], a través de Wikimedia Commons

El eje vertical que se muestra arriba hace funcionar el generador, que se encuentra cerca del motor (generalmente justo debajo). Ver: la respuesta de Dave

Salida de potencia

La carga máxima en un IDG en un Boeing 737 es de 90 kVA o 72 kW. Por lo general, funcionan con una carga de 0,3, pero digamos que está a plena carga. ( Fuente )

El consumo de combustible

La toma de fuerza del eje en un motor a reacción GE CF6 que se encuentra en un Boeing 747, por ejemplo, consume 0,125 kg de combustible por cada kWh. ( Fuente )

El factor de potencia del eje para el CF6 y el CFM56 en el 737 es muy similar. En una hora son 9 kg de combustible, para un vuelo de 6 horas son 54 kg de combustible.

En crucero, eso es alrededor del 0,45 % de lo que el motor ya está quemando a 2000 kg/h por motor. Como puede ver, no es mucho, especialmente porque he usado una carga del 100% poco realista.

Molinos de viento en el flujo de derivación

Si se realizan las turbinas que desea agregar a la corriente de la derivación, también reducirán el empuje del motor, ya que lo quitarán, agregarán más peso y complejidad, interrumpirán el flujo de aire y muy posiblemente terminen comiendo más. combustible.

Otra forma para el B747-400: 72 kW durante una hora son 72kWh o 259 MJ. Considerando la densidad energética del Jet-A (43,3 MJ/kg), este requiere 6 kg de combustible por hora, al 100% de eficiencia. Como un turboventilador tiene una eficiencia de alrededor del 35%, esto significa 17 kg/h, ignorando la eficiencia de IDG (que debería ser para 400 Hz alrededor del 90%). Ahora hay 4 IDG en un B747, entonces 68 kg / h.

Hay algunos alternadores en aviones grandes.

La mayoría de los aviones grandes tienen una APU que suele estar en la parte trasera del avión. Es efectivamente una pequeña turbina directamente atornillada a un alternador. Proporciona energía mientras el avión está en tierra (y los motores están apagados) y también se puede usar en vuelo si es necesario para complementar el sistema principal o en caso de falla del motor principal.

Los alternadores del motor generalmente están montados y accionados directamente por la turbina (a través de una transmisión), en este caso cerca de la etapa del compresor. Puede leer más en este hilo y ver este video para obtener una buena descripción general/explicación de las unidades de accesorios de jet . También puede ver dónde en esta imagen,

ingrese la descripción de la imagen aquí( fuente )

Como se menciona en los comentarios, puede tener una turbina Ram Air impulsada por el flujo de aire, pero presumiblemente no son tan eficientes como montarla directamente en el motor.

Las grandes aerolíneas SÍ tienen un alternador accionado por una turbina de paletas de viento que se despliega en condiciones de emergencia, es decir, falla total del motor o del sistema eléctrico normal. El dispositivo también genera presión hidráulica.

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Se llaman turbinas de aire Ram , o RAT para abreviar.

Vídeo: banco de pruebas 747 RAT

Estos dispositivos han salvado muchos vuelos. Lo más notable es el Gimli Glider . Un Boeing 767-233 que se quedó sin combustible, debido a un error matemático, en pleno vuelo sobre Canadá en 1983.

Error matemático. Eso es lo que le empezaré a decir al chico de AAA cuando me quede sin gasolina en el coche...
¿Los "generadores de turbinas eólicas" en la corriente de derivación ahorrarían combustible para los aviones?
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