Existe um limite para a possível altitude dos jatos elétricos?

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Então, eu estava pensando na idéia do jato elétrico supersônico de Elon Musk. Assumindo que temos baterias suficientemente densas em energia, onde seriam os limites em termos de velocidade e altitude.

Sua lógica parece ser: propulsão elétrica (ventilador?) não precisa de oxigênio - > pode ir mais alto - > menos atrito - > precisa de menos potência e impulso para manter a velocidade do ar em comparação com o jato tradicional

Pergunta: existe algum tipo de limite para altitude e TAS? Quero dizer, suponha que o Concorde seria adaptado com baterias e ventiladores elétricos. Em vez de cruzar mach 2 a 18300 metros, suponha que subiria para 30 km, ou mesmo 40 km. A densidade do ar a 18,3 km é 0,115 kg / m ^ 3, a 30 km é 0,018 kg / m ^ 3 e a 40 km é 0,0039 kg / m ^ 3.

Portanto, 0,0039 / 0,115 = 3,4%. O que significa que a resistência em 40km seria de apenas 3,4% em comparação com 18,3km. Isso significaria que a exigência de potência ou impulso para manter mach 2 seria de apenas 3,4%? Ou o arrasto induzido é significativo nesse ponto? Ou talvez ficasse parado em mach 2 se voasse a 40km de altura?

Eu quero dizer que de alguma forma deve haver limites, caso contrário nós poderíamos voar mais e mais alto e voar com empuxo 0 e ainda manter mach 2 (não falando sobre vôo espacial aqui)?

    
por user15864 11.02.2018 / 11:52

1 resposta

Essa propulsão elétrica não precisa de oxigênio é de pouca ajuda para voar alto. A composição da atmosfera não muda muito com a altitude, por isso é a baixa densidade atmosférica que limita a altitude máxima. Nós tivemos essa discussão antes e, de fato, A propulsão elétrica ajudou a alcançar altitudes recordes: o AeroVironment Helios estabeleceu um recorde de 29.524 m, o que será difícil de quebrar. p>

A velocidade supersônica ajuda a voar alto - enquanto designs subsônicos são executados no esquina de caixão , vôo supersônico ajuda a manter alta pressão dinâmica mesmo em altitude . No entanto, os requisitos de energia para isso exigirão uma densidade de energia das baterias que é várias magnitudes acima o que é atualmente possível. Se você só quer ir rápido, o limite de corrente com propulsão elétrica e já suposições bastante generosas é algo em torno de Mach 2.

Voar mais alto não reduz a exigência de empuxo, uma vez que o mesmo elevador deve ser gerado. A melhor relação entre elevação e arrasto é alcançado em vôo subsônico . Indo supersônico significa cruzando um pico de arrasto , mas além disso, a razão máxima de sustentação para arrastar é bem menor do que na velocidade subsônica e diminui novamente com o aumento Número Mach .

Sr. Musk está claramente fora de sua competência quando afirma que os aviões elétricos supersônicos são viáveis, mesmo com o progresso da tecnologia das baterias previsto para as próximas décadas.

    
11.02.2018 / 12:33