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发电、密度

大多数飞机需要某种形式的电力来操作导航、滑行、着陆、频闪灯、一个或多个COM和NAV无线电、应答器、对讲机和其他先进的电子系统。老式飞机上的电气系统由电池和交流发电机或发电机组成。所有这些都是通过几米(在大型飞机上是公里/英里)的电线连接起来的。

地球上的所有物质由分子组成,它们基本上由原子组成。这些原子由电子,质子和中子制成。电力是关于吸引质子的自由电子的流动并被其他电子排斥。

我们之前的页面讨论了几种含铅酸,锂电池和液体燃料中能量的方法。这些之间的主要区别在于这种储存系统中的每重量或体积的能量。



能量密度

能量密度的定义是存储在给定系统或每单位体积中的能量的量。我想扩展每米生成的能量量2用于发电系统的面积。

如果我们从一种物质所释放的能量的最高到最低,列出一个简短的清单:核、化学、电化学和静电。例如:核电站通过释放将原子核聚集在一起的能量(这是一个巨大的能量)来工作。化学能是由我们身体引擎和食物所使用的燃料释放出来的。汽车、飞机和移动设备中使用的电池和电容器。

对于飞机,这意味着我们应该使用每个重量最高能量的源,因为这意味着我们携带船上的能源量更有用的有效载荷,更低的失速速度和更高的燃料消耗,以实现这一目标。.

晒日光浴与核武器晒日光浴与核武器

在飞机上建核电站并不是最好的解决方案,过去也有人这么做过,但安全法规和常识都禁止这样做。就面积使用而言,陆地或船舶发电厂的能量密度最高(m2)和可用性(时间)。

对于那些害怕辐射但又热爱太阳的人(谁不喜欢),我们有一张图片显示,与被认为对我们人类安全的辐射量相比,日光浴并不是那么健康。将鼠标移到图片上可以看到更大的图片。

化学

航空汽油

这是我们在飞机上使用的普通燃料,JET A和A1, AVgas, MOgas和Diesel。它们是我们今天所知道的液体中能量密度最高的。当完全燃烧时,它们释放出热量、水和二氧化碳,这些都是这个星球/宇宙中的常见元素。为了使燃料有效燃烧,它需要与氧气的化学混合物(化学计量)正确,而这在燃料箱中是不会发生的。

电化学

通常在电池中发现。它们大多由铅酸或锂基化合物与一种(稀土)金属组成。它们的能量密度比液体燃料低得多。对于便携式设备来说,只要储存的能量有限,这是一个很好的解决方案。原因是,这些设备包含了所有需要的东西(阳极和阴极被一层非常薄的介质隔开),当这些电池在电、机械或热暴露下承受过大压力时,就会产生巨大的电流和火焰。

静电

超级电容器

你会在各种各样的电容器中看到这种典型的效应。这些电荷通过由绝缘体隔开的两个导体之间的静电原理充电。你可以把它与走在地毯上相比,在那里你会产生静电,直到你抓住金属门把手。这些电容具有非常低的能量密度,在电子设备中用作电源、调谐LC电路或放大器级之间的直流隔离器的能量缓冲器。

超级电容器用于再生制动系统,能量回收和电源缓冲。电池/超级盖组合有时被用作发动机的起动组合。

概述

下面列出了最常见的能源及其密度:

能源和密度
物质 类型 特定的能量MJ /公斤
核裂变 87900000年
核裂变 79,420,000.
化学 142
甲烷 化学 55.5
柴油机 化学 48
汽油 化学 46.4
飞机 化学 42.8
金属锂(脂肪) 电化学 1.8
锂离子 电化学 0.8
铅酸 电化学 0.17
超级电容器 静电 0.01 - 0.036

该清单尚未完成,但概述了材料及其密度,以存储飞机中的能量(核)。以下转换:3.6 MJ等于1千瓦时约为1.34 HPH,可能有助于这些来源。有关完整列表,请查看https://en.wikipedia.org/wiki/energy_dencity,或单击下一个链接的图像不同来源的能量和质量

由ei撰写。




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