Opción de peso más ligero para proporcionar breves ráfagas de energía (250 W x 4 segundos)

Me gustaría montar una pequeña bomba en una tabla de surf para proporcionar un pequeño empujón para ayudar a atrapar olas. Normalmente para coger una ola hay que remar furiosamente durante unos 4-5 segundos. Entonces eso es alrededor de ~ 1000 julios de energía total. Necesitaría alrededor de ~ 25-50 de esos empujones.

Una de las cosas más importantes aquí es el peso total: para evitar que la tabla se vuelva peligrosa, la tabla pesa ~ 7 lb y los complementos deben pesar ~ 4 lb como máximo.

El motor será probablemente 12-16amp. ¿Cuál sería la opción más liviana para proporcionar estas ráfagas de energía? 16 pilas de tamaño AA pesarían alrededor de 1 libra; ¿Sería un supercondensador más ligero?

Regla general: siempre que desee energía ligera, la respuesta es siempre baterías de iones de litio. Sin embargo, sería escéptico acerca de montar uno en una tabla de surf, ya que tienden a explotar si algo sale mal.
Regla general: cualquier cosa que genere potencia liviana es explosiva.
Si puede recargar en tierra cada vez que se ejecuta o dos, la cantidad de carga que podría almacenar en un banco de supercondensadores es sustancial. Podría usar paneles solares flexibles o carga inductiva si sabe cómo cortar y volver a sellar una tabla de surf. Asegúrate de pensar dónde colocas tu accesorio si usas uno.
Deberías empezar a hacer kitesurf.
Encontré un capacitor de 1 farad aquí para usted, pero solo sugieren que es útil como respaldo de batería, pero no estoy seguro de que pueda manejar la potencia que desea alimentar: futurlec.com/Capacitors/C1FSUPERpr.shtml
@Mike Eso está a muchos órdenes de magnitud de ser útil aquí. Un supercondensador de 1F/5V almacena 12,5 J de energía. En comparación, una sola batería AA puede suministrar alrededor de 9-10 kJ (es decir, alrededor de 700-800 veces más) durante su vida útil.
3.4Ah 18650 de litio es ~44kJ. Pero pueden entregar alrededor de 50 W, y usted quiere 200 W, por lo que 4 baterías cumplen con su requisito de energía establecido. Un motor de avión modelo de rotor externo cumple fácilmente con ese requisito de potencia, y los devanados se pueden impermeabilizar fácilmente
Los buenos 18650 de alta descarga pueden suministrar 20 A durante períodos prolongados. Eso está más cerca de 70W. Así que 3 podría hacer el truco. Pero no con una bomba. Necesitarás una hélice, y a los otros surfistas no les va a gustar.
Los supercondensadores en realidad no son malos para el almacenamiento a corto plazo y los aumentos significativos de energía, siempre que la recarga entre ejecuciones no sea un problema. También irían bastante bien con una matriz solar del tamaño de una tabla de surf =) más ciclos y menor costo de carga que los iones de litio. Las baterías híbridas Ultracap/Lithium también son bastante buenas. Ejecute una pistola de tornillos para paneles de yeso durante aproximadamente 15 minutos y cárguela en 1 minuto y son más livianas. Esa es probablemente la forma en que iría para obtener lo mejor de ambos mundos. 250 W es un motor bastante significativo, por lo que para una opción eléctrica es posible que deba considerar un peso mayor.
Es posible que desee considerar buscar en cualquier lugar cercano que venda motores para ver cuáles son los motores pequeños de mayor potencia por peso que puede encontrar y construir su diseño alrededor de un motor conocido.
@mkeith unos kitesurfistas acaban muertos en la playa
@mkeith Una unidad de chorro de 200 W es bastante pequeña. Una unidad de chorro de 200kW tiene solo alrededor de 6" de diámetro. hamiltonmarine.co.nz/hamiltonjet_nz/hjnz_waterjets.html
Obtendrá mucho más empuje con una hélice de 200 W que con un chorro de agua de 200 W. Eso es todo lo que estoy diciendo. Por cierto, ya existen tablas de surf con foil propulsadas por hélices. Pero son un poco caros.
Hmm, 19,2 V @ 14 A de un paquete LiPo le brinda 268 W durante 4 minutos y medio a 280 gramos, más quizás un banco de capacitores de 27 V 10F a otros 100 gramos, pero aún tendrá que encontrar un motor adecuado.
Busque "RC boat turbo jet", algunos de ellos alcanzan los 600W. Use LiPo o Supercaps según la carga y la cantidad de ciclos requeridos. Los paquetes LiPo reemplazables podrían ser los mejores. Ligero y siempre lleno, solo tenga suficientes repuestos para un día en el surf (el cargador solar en la playa es una opción).
¡Msiii! ¡Eso podría funcionar! Me gusta mucho la idea de construir paneles flexibles powerfilm directamente en la tabla de surf. Incluso si lo simplifica a un diamante (estimación ultraconservadora) en lugar de un oblongo, la tabla de surf más pequeña tiene casi 1/2 metro cuadrado de área utilizable y es liviana y fácil de aplicar. Baratos, no lo son, pero tampoco lo son los supercapacitores, la fibra de carbono, los bancos de baterías de iones de litio o incluso las tablas de surf, pero todos encajan en cierta medida con este proyecto =)

Respuestas (2)

Aire comprimido. no pesa nada Se puede poner en tubos de fibra de vidrio/carbono dentro de la tabla. Se puede recargar desde un tanque de buceo (con reductor de presión), o un pequeño compresor de 12V y un panel solar.

Probablemente pueda hacer un solo chorro de pulso donde hay un tubo dentro del tablero con una boquilla de chorro en la parte posterior (y una aleta en la parte delantera) que se llena de agua.

Cuando ingresa el aire comprimido, dispara la carga (única) de agua por la botella trasera al estilo cohete. Un tubo cuadrado de 2m x 0,1m contiene 20kg de agua y puede dar un gran impulso a un rider+tabla de 80kg.

Lo más probable es que use un tubo pequeño como un chorro de pulso y simplemente coloque una serie de ráfagas de aire en él. Una vez que se expulsa cada carga y la presión cae, la aleta en la parte delantera se abre y se vuelve a llenar con agua lista para la próxima explosión.

Es evidente que puede calcular los requisitos de energía/masa/presión de dicho sistema usted mismo

Otra alternativa son los cartuchos de butano al estilo de las pistolas de clavos Pasload. Pero tienes que mantener el encendedor seco.

De Wikipedias 530kJ/5L@200bar estimo alrededor de 3kJ/l de aire a 100psi, en expansión isotérmica. Eso podría ser posible si el aire es forzado a través del agua para recuperar su calor al expandirse.

Así que 7 botellas de bebida para tus necesidades energéticas. Las botellas de plástico para bebidas son buenas para alrededor de 100 psi, probablemente más envueltas con cinta de fibra de vidrio (que detiene el abultamiento esférico).

También hay tanques de fibra de carbono de 300 bar, tanques de paintball de 0,5 l/600 g que le brindan más de 50 kJ y tanques de buceo de 3 l/2 kg para 350 kJ.

Se requiere una sección transversal de 0,01 m2 a 2 m para 20 l/kg de agua.
@KH sí 0,1 m cuadrados = 0,01 m2. Pero estoy pensando más en pulsos de 1L realmente
Tiene sentido. Solo estaba mencionando que podría editar "Un tubo cuadrado de 2 m x 1 m con capacidad para 20 kg" a "Un tubo cuadrado de 2 m x 01 m con capacidad para 20 kg" o "Un tubo cuadrado de 2 m x 1 m con capacidad para 200 kg"
Me gusta la idea de esto porque podrías tener mucha patada en comparación con un motor eléctrico.
No olvidemos el peróxido de hidrógeno de alta prueba, que es monopropulsor, no ignitor, y es perfecto para esterilizar las mordeduras de tiburón si surfeas en WA
Weeeeeellll Tal vez me abstendría de las cosas explosivas en mi vehículo hechas de espuma, pero el gas presurizado o la electricidad podrían estar bien.
+1 Ooooh, me gusta la idea de Paslode, tienen tantas cargas por unidad de masa porque es energía química. Tener un pistón de agua también es una idea genial. El mayor desafío será volver a llenar el volumen de pulso con aire seco después de la inyección, tal vez una bomba de aire para bebés llenando un tanque de almacenamiento continuamente.
¿Peróxido? Meh, si va allí, también podría ir hasta el final y usar MMH / tetróxido de nitrógeno, ligero con TEA / TEB, debería obtener un aire realmente bueno ... Los primeros torpedos de la Segunda Guerra Mundial del IIRC usaban un generador de gas de oxígeno para hacer funcionar un motor de gas comprimido de plato cíclico, por lo que el gas comprimido que funciona con un motor neumático puede ser una opción incluso si renuncia al generador de gas químico.

Propongo la solución robótica de la mega tabla de surf. Realmente espero que alguien construya esto, pero no seré yo. Empecé a investigarlo y me sorprendió lo factible que será una versión eléctrica de su producto, pero para el efecto completo no será barato.

Las tablas de surf varían en tamaño y esta tendrá un poco de peso extra y puede tener limitaciones de uso para los surfistas profesionales, pero si tienes mucho dinero o un patrocinador o algo y sabes cómo construir tablas de surf, creo una tabla mínima de 6'8 ", 19.5" está en orden.

Tendrá una superficie lateral superior de aproximadamente

83% * 2.032m * 0.495m = 0.8474m 2

lo que le dará espacio para aproximadamente 22 paneles solares flexibles de grado militar de 1,54 W y 15,4 V. Eso generará 33,88 W con luz solar brillante a un costo de alrededor de $ 1000 (menos en EE. UU.), pero solo agregando 312 g más cableado. Incluso cuando estás surfeando, las partes de tu tabla sin sombra generarán energía. Si es posible, creo que se deben tomar medidas para distribuir el calor de las celdas, tal vez compartirlo con el lado inferior con un circuito de agua interno porque muchos de los motores mini jet disponibles parecen tener enfriamiento del motor de todos modos. Una malla de aluminio flexible detrás de los paneles y siguiendo la curva interior del tablero y varias placas delgadas de aluminio en la superficie inferior podrían estar bien. Podría salirse con la suya sin él, pero de todos modos podría estar bien un poco de refuerzo y también disipación de calor para los otros componentes.

Motores...

Los propulsores de agua no golpearán a las personas tan mal como una hélice, así que creo que también son el camino a seguir, y mirando las opciones disponibles, tal vez un par de bombas de 40 mm colocadas a cada lado y ligeramente inclinadas hacia afuera estén en orden, tomas hacia abajo para que no exploten en el medio donde usted se encuentra.

Si no vienen con los cabezales de la bomba propulsora, tal vez 2 motores RC de 250 W, permita 1 libra por conjunto de motor y bomba con controlador de motor y agregue 1 libra extra en total para el disipador de calor. Si los pesos comienzan a subir demasiado, puede ser necesario agregar huecos y/o usar materiales como tubos, láminas y telas de fibra de carbono para reforzar la tabla y aumentar la flotabilidad.

¿Querrá algo de almacenamiento de energía, tal vez en la parte delantera para ayudar a equilibrar el peso en la parte trasera? Un banco de baterías de iones de litio de tamaño decente costará probablemente $ 200 o incluso $ 400, y cuanto más grande sea el banco de baterías, menos se calentarán las baterías con un consumo de energía determinado. Tal vez amplíelo con un banco de capacitores de tamaño considerable para tomar energía del sol y proporcionar energía de explosión para los motores. Si el banco de capacitores está por debajo del voltaje que los motores pueden soportar continuamente, haga que las baterías lo carguen, y si el voltaje está cerca del máximo que los paneles pueden apagar, en su lugar, haga que las baterías se carguen del banco de capacitores. De esta manera, siempre tendrás una cantidad mínima de empuje que no cocinará tu tabla hasta que se agote el banco de batería, y mientras

La carga inalámbrica también funcionaría bien, así que siéntase libre de agregar eso.

En total, probablemente pueda exprimir esto en menos de 4 libras con las piezas existentes fabricadas en fábrica y agregar la cantidad justa de flotabilidad mientras lo hace. Tal vez en lugar de una columna de madera funcionaría un tubo de calor de aluminio hueco.

Los propulsores de agua (chorros) no son tan eficientes como las hélices a baja velocidad. No estoy seguro de que lo sepa, pero ahora hay una categoría de productos llamada e-foil. Esta es una tabla de surf de hidroala equipada con un pequeño motor BLDC y hélice. Eso sí, sin paneles solares.
Es probable que esto se deba al tamaño más pequeño del puntal y la constricción de la ruta del flujo de agua. Si bien veo los méritos de un accesorio, siendo la eficiencia uno de ellos, estos chorros de agua también tienen sus méritos, especialmente la seguridad. Estoy considerando seriamente poner algunos pequeños de esos en una tabla de agua de espuma y ver si son lo suficientemente fuertes como para tirar de mis sobrinos. Creo que si eliges un accesorio, sería prudente usar un protector de anillo a su alrededor. Apuesto a que ser golpeado por las aletas de una tabla de surf es bastante doloroso. 2 kilos de más en un solo lugar y una cuchilla giratoria me preocupan.
Creo que otra ventaja del diseño del chorro es que muchos proporcionan un enfriador de agua para el motor y están diseñados para funcionar a las mismas velocidades que los motores RC livianos, que a menudo parecen tener RPM altas pero están diseñados para arrojar calor. Creo que la eficiencia podría ser un orden de magnitud peor, pero todavía quiero poner los viejos 746 vatios en un par y ver qué sale.
Las tablas de aluminio son potencialmente peligrosas con seguridad. Los motores solo los hacen más peligrosos.
Para ser justos, es posible proteger adecuadamente una hélice más grande, tal vez algo parecido a (el cargador de nenúfares) [ treehugger.com/corporate-responsibility/… pero un problema que veo es que la resistencia sería inevitable cuando la hélice no estaba estoy corriendo Personalmente, me gusta la idea de una unidad sellada, con pocos cambios en el perfil de la placa, pero obviamente existen preocupaciones cuando se ejecutan arreglos de batería de litio completamente sellados, pero si pueden hacer un teléfono a prueba de agua, una placa a prueba de agua debería estar bien.
Hmmm [aparentemente] ( boatdesign.net/threads/jet-vs-prop-efficiency.19655 ) hay bastantes desventajas de la propulsión a chorro incluso sobre una hélice en V, pero parecen funcionar mejor a altas RPM.
Opción de peso más ligero para proporcionar breves ráfagas de energía (250 W x 4 segundos)
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v