Fan + ADG

[L0r3nz0]

Ciao a tutti,
E' un pò di tempo che ho in testa un paio di idee con le ventole intubate e volevo citarvele per sapere cosa ne pensate, se è cosa fattibile e "come fare per...".
Mi sono sempre interessato a come poter allungare l'autonomia di un modello in volo e, a parte le considerazioni aerodinamiche, la struttura, il tipo di motore, prop e batteria (che prima o poi questa dovrà finire...!), mi sono sempre chiesto se è possibile ricaricare quest'ultima in volo.
Una delle tante soluzioni che mi sono venute in mente, qui spiegata, è quella di sfruttare il motore elettrico con la sua proprietà di MACCHINA REVERSIBILE.
Immagino a questo punto abbiate già capito

Ciò che ho pensato io è questo: [prendendo in esame l'immagine allegata]
l'aria, dopo essere stata accelerata da una prima ventola, passa in un condotto convergente dove, ancora accelerata, investirà e metterà in rotazione una seconda ventola (di diametro inferiore); questa è collegata ad un classico motore che, messo in rotazione genererà corrente che, raddrizzata e "sistemata" andrà costantemente a ricaricare la batteria del motore attivo.

that's all!

CONSIDERAZIONI DEL CASO: la cosa che salta subito all'attenzione è che in questo modo si imbarca zavorra (un motore che non funziona come motore è inutile!); per questo motivo io penso che vada ricercata una combinazione fan+motore attivi che siano potenti abbastanza da contrastrare (almeno un poco) questo peso in più.

I dubbi che ho sono:
- la seconda ventola, seppur girando vuoto, accelera ulteriormente l'aria? O la ostacola, creando quindi un drastico abbassamento del rendimento??
- Se pò fà??

Voi che ne pensate? Sto già studiando la costruzione del condotto e di un banco per le misurazioni

Ciao

[comet]

Come immaginerai il sistema proposto e' deficitario a livello di rendimento. La seconda ventola non riceverebbe flusso a sufficenza per far girare un motore abbastanza forte e grosso da produrre un solo milliampere di corrente, inoltre la sua presenza frenerebbe in modo drastico il flusso impedendo di avere sufficente spinta dA volare, infine l'aumento sconsiderato di peso, praticamente il peso di un bimotore, il consumo di un monomotore e la resa di un monomotore guasto.

[sdinza]

cos'altro dire.... le ventole in ogni caso hanno la forma di più sbagliata per tentare di realizzare una cosa simile..

[Nightrapture]

La seconda ventola frenerebbe solo il flusso. Supponiamo che con la prima molto potente non sia significativo e si possa fare comunque un volo decente, come diceva comet, con la seconda ventola genereresti in ogni caso una quantità di corrente irrisoria.
Tra l'altro un restringimento del flusso in uscita, per il cono più stretto, o anche solo per la presenza della seconda ventola che "fa resistenza", genererebbe un maggior consumo della prima che quindi finirebbe paradossalmente per farti durare meno il volo, invece che di più!

[L0r3nz0]

Ciao a tutti, grazie per le risposte. Bè, più o meno era come prevedevo.
Però stavo lo stesso pensando a degli "stratagemmi" che si potrebbero impiegare.
Ad esempio:
- l'albero motore (del motore attivo) si potrebbe collegare con un elastico alla ventola posteriore; di conseguenza quest'ultima, oltre ad essere messa in moto dall'aria, è accompagnata anche dal motore. Ho pensato all'elastico perchè in questo modo entrambe le ventole, nonostante siano collegate tra loro, sono libere di girare indipendentemente, al numero di giri proprio. Ho pensato anche che, se la ventola posteriore superasse gli rpm di quella anteriore, allora diventa questa a guidare il motore anteposto, di conseguenza quest'ultimo trovandosi "aiutato" a rotare diminuirebbe l'assobimento e quindi il consumo (lo so è un po' un casino da spiegare... ). voi che ne pensate?

- Altra cosa sarebbe quella di praticare degli inlet nella carenatura esterna con la funzione di prelevare l'aria da fuori (immaginate un aereo che vola velocemente) e soffiarla direttamente sulla ventola posteriore (diciamo una sorta di by-pass).

- in fine, usare i due metodi di sopra tutti assieme...

Il tempo di fare una bozza e ve la posto così è + chiaro

un dubbio che ancora ho è che tensione e corrente servono per la ricarica della batteria?

ciao a tutti

[Nightrapture]

Il problema principale resta la corrente che ricavi. E' troppo bassa. Infinitamente bassa. Il discorso dell'elastico é infattibile secondo me. Sono ventole che girano a 40.000 giri e con brusche accelerazioni di pochi secondi, quando smanetti col gas. Anche un raccordo cardanico avrebbe problemi probabilmente, e in ogni caso peggiorerebbe ancora di più il consumo, rispetto alla tua prima idea.
Il discorso delle aperture laterali già viene fatto da tempo sui modelli, per aumentare l'aria in ingresso senza sovradimensionare le prese d'aria, rovinando così la riproduzione. Se volessi far andare una ventola solo col vento relativo in movimento, darebbe ancora meno corrente del primo caso.
La corrente di carica delle batterie varia a seconda dei produttori. In media è 1C (cioè il valore di ampere che ha), poi ci sono batterie che possono essere ricaricate anche a 2C, o addirittura 5C tipo le hyperion g3.

[comet]

Originalmente inviato da Nightrapture

Il problema principale resta la corrente che ricavi. E' troppo bassa. Infinitamente bassa. Il discorso dell'elastico é infattibile secondo me. Sono ventole che girano a 40.000 giri e con brusche accelerazioni di pochi secondi, quando smanetti col gas. Anche un raccordo cardanico avrebbe problemi probabilmente, e in ogni caso peggiorerebbe ancora di più il consumo, rispetto alla tua prima idea.
Il discorso delle aperture laterali già viene fatto da tempo sui modelli, per aumentare l'aria in ingresso senza sovradimensionare le prese d'aria, rovinando così la riproduzione. Se volessi far andare una ventola solo col vento relativo in movimento, darebbe ancora meno corrente del primo caso.
La corrente di carica delle batterie varia a seconda dei produttori. In media è 1C (cioè il valore di ampere che ha), poi ci sono batterie che possono essere ricaricate anche a 2C, o addirittura 5C tipo le hyperion g3.

tutto giusto e aggiungo che le lipo si caricano a corrente/tensione costante quindi occorrerrebbe portare a bordo un carica batterie che per quanto piccolo pesa e un alimentatore stabilizzato che pesa come un mattone, inoltre la ricarca delle lipo a 3C permette di ricaricarle, nel migliore dei casi in 20 minuti ed è impossibile che la prima batteria abbia una capacità sufficente per una simile autonomia...... insomma molto più fattibile escogitare il moto perpetuo o trovare la pietra filosofale....

[L0r3nz0]

Originalmente inviato da comet

tutto giusto e aggiungo che le lipo si caricano a corrente/tensione costante quindi occorrerrebbe portare a bordo un carica batterie che per quanto piccolo pesa e un alimentatore stabilizzato che pesa come un mattone, inoltre la ricarca delle lipo a 3C permette di ricaricarle, nel migliore dei casi in 20 minuti ed è impossibile che la prima batteria abbia una capacità sufficente per una simile autonomia.

Quello che voglio creare è un carica-batterie costante, nel senso che il flusso di corrente a ricaricare ci sia sempre e alla batteria in uso non venga dato modo di scaricarsi, essendo sempre sotto carica...

Oltre questo problema c'è quello che, fondamentalmente, sta nella poca corrente che si riesce a ricavare...
Però sai, col fatto dell'elastico, avendo le due giranti collegate (proprio come compressore & turbina in un vero reattore) penso si possano far eguagliare i giri della girante trascinata a quella attiva. Il ragionamento che ho fatto è che: se si dà al motore X volt e questo di conseguenza gira ad Y rpm e se si fa girare un alternatore (che è un motore identico a quello attivo) agli stessi Y rpm, quest'ultimo mi ridarà gli X volt. O sbaglio?
Inoltre l'elastico è perché, come avevvo accennato sopra, dà una certa indipenzenza tra le due giranti: se quella trascinata a causa del condotto convergente, a causa del soffio del by-pass ect... dovesse superare in rpm la girante attiva, allora con l'elastico aiuterebbe il motore a rotare (funzionerebbe da turbina, appunto). A differenza di un albero rigido che non permette variazioni ma anzi, proprio per questo motivo la girante posteriore è tenuta "frenata"
Per quanto riguarda gli inlet, non devo realizzare una riproduzione quindi non avrei problemi

[Nightrapture]

Originalmente inviato da L0r3nz0

Quello che voglio creare è un carica-batterie costante, nel senso che il flusso di corrente a ricaricare ci sia sempre e alla batteria in uso non venga dato modo di scaricarsi, essendo sempre sotto carica...

E' impossibile: se il motore per andare consuma supponiamo 20C di una batteria da 2000 mah, vuol dire che consuma 40A, e tu dovresti fornire 40A costanti per non farla scaricare. Sono decisamente tantini...

Originalmente inviato da L0r3nz0

Il ragionamento che ho fatto è che: se si dà al motore X volt e questo di conseguenza gira ad Y rpm e se si fa girare un alternatore (che è un motore identico a quello attivo) agli stessi Y rpm, quest'ultimo mi ridarà gli X volt. O sbaglio?

Sbagli!
Non calcoli la perdita meccanica dovuta all'attrito, la resistenza interna degli avvolgimenti, ecc.
Se fosse come dici tu esisterebbe il "moto perpetuo", cioè non occorrerebbe nessuna batteria e vedresti ovunque questo sistema per far andare in eterno un motore. Tu consumerai sempre 10 e otterrai sempre meno di 10, a partire dal primo motore che "spinge", che non ha un'efficienza uguale a 1, cioè non perde niente nel passaggio tra l'energia elettrica a quella cinetica. Bisognerebbe essere in assenza totale di attrito meccanico, e di resistenza elettrica.

Originalmente inviato da L0r3nz0

Inoltre l'elastico è perché, come avevvo accennato sopra, dà una certa indipenzenza tra le due giranti: se quella trascinata a causa del condotto convergente, a causa del soffio del by-pass ect... dovesse superare in rpm la girante attiva, allora con l'elastico aiuterebbe il motore a rotare (funzionerebbe da turbina, appunto). A differenza di un albero rigido che non permette variazioni ma anzi, proprio per questo motivo la girante posteriore è tenuta "frenata"

E' anche impossibile che la superi, per il semplice fatto che il flusso d'aria di una ventola sarà sempre maggiore alla "true air speed" dell'aereo (supponendo di far andare il motore anche solo al regime che non fa perdere velocità al modello), sempre per via della resistenza, questa volta aerodinamica. Il bypass che dici potrebbe velocizzare la ventola solo se la velocità del modello fosse più alta di quella del flusso della ventola, ma di parecchio anche. Tipo dovresti andare in picchiata ad una velocità pazzesca, cosa abbastanza complicata da fare per tutto un volo. P.S.: per risalire consumi molto più di un volo lineare.

Originalmente inviato da L0r3nz0

Per quanto riguarda gli inlet, non devo realizzare una riproduzione quindi non avrei problemi

I problemi sono in ogni caso tutti quelli che ti ho elencato! Prima devi risolvere quelli, poi puoi pensare agli inlet!

[L0r3nz0]

Grazie 1000 Nightrapture! Così mi sto facendo un'idea di... a cosa vado incontro!!!

Ricapitolando i problemi da risolvere:

- bassa corrente in uscita dall'alternatore; causata da: ---->[PROBLEMA ELETTRICO]

- grande perdita meccanica e ---->[PROBLEMA MECCANICO]

- bassi giri della girante dell'alternatore --->[PROBLEMA AERODINAMICO]

Eccellente! Mi pare di aver collezionato problemi su ogni fronte! E' già un inizio!
Dunque, il punto è L'ALTERNATORE DEVE ROTARE PIU' VELOCE. Fermo restando l'impiego di cuscinetti e le attenzioni necessarie per ridurre attriti di ogni genere durante la rotazione...
...Ciò che mi viene in mente, così su due piedi, è l'utilizzo di ventole identiche e motori identici (nel disegno postato avevo supposto una da 120 e una 90).
Ora immaginiamo due 90. L'albero del motore attivo è prolungato posteriormente fino alla ventola dell'alternatore; in questo modo l'alternatore gira di pari passo col motore.
---> E' palese che così facendo il motore consuma ben più del normale dovendo spingere, oltre la propria ventola, anche quella dell'alternatore...più l'alternatore stesso!
A questo problema, allora, ovvierei con l'apertura di inlet che soffiano aria sulla girante posteriore, alleggerendo il carico di lavoro che il motore deve compiere.
Altra soluzione (magari complementare a quella sopra) sarebbe quella di inserire un moltiplicatore di giri tra l'albero motore e la ventola dell'alternatore. (E' una soluzione molto complicata all'atto della realizzazione )

Un'ultima cosa: tu hai parlato di un motore da 20C (ehm...premesso che non conosco le LiPo e un pochino i brushless... ) che consuma 40A (). Cosa si intende per "C"? Comunque magari si potrebbe provare con motori con assorbimento più basso...

Ciao ciao