К вопросу проектирования энергетической установки на основе водородных топливных элементов для малых беспилотных летательных аппаратов
DOI:
https://doi.org/10.17213/0136-3360-2023-1-5-13Ключевые слова:
беспилотные летательные аппараты, топливные элементы, энергоустановка, проектирование, оптимизация параметровАннотация
Рассмотрены вопросы проектирования энергетической установки на основе водородных топливных элементов с протонообменной мембраной для беспилотного летательного аппарата вертолетного типа, киловаттного класса мощности. Представлены различные варианты конструкции энергоустановки, обоснован выбор оптимального варианта. Дано сравнение энергоэффективности силовой установки с различным числом двигателей, предложен способ выбора их оптимального количества. Приведена формула для выбора емкости литий-ионных аккумуляторов, работающих совместно с топливным элементом в режиме комплексирования. Решена задача оптимизации основных параметров стека топливных элементов – числа и площади ячеек. Методика может быть использована на начальном этапе проектирования для оценки характеристик и параметров системы электропитания энергетической установки на водородных топливных элементах.
Библиографические ссылки
Использование топливных элементов в беспилотных летательных аппаратах / А.В. Валиев, Д.В. Кантемиров, О.Д. Селиванов, А.В. Левченко, Ю.А. Добровольский // Топливные элементы и энергоустановки на их основе: Восьмая всероссийская конференция с международным участием. Черноголовка, 1-5 июля 2013 г. Сборник тезисов Всероссийской конференции с международным участием. МФТИ, ИФТТ РАН, 2013. Издательство Черноголовка. С. 80.
Nefedkin S., Shubenkov S., Chaika M., Panov S., Pavlov V., Zakharov P., Klimova M., Ivanenko A. Modular PEM FC Power System for UAVs // Europ. Hydrogen Energy Conference. 2018, Costa del Sol, Spain, p. 297.
Нефедкин С.И. Автономные энергетические установки и системы. Москва : Издательство МЭИ, 2018. 218 с.
Разработка энергосистемы на водород-воздушных топливных элементах с высокими удельными характеристиками / С.И. Нефедкин, А.В. Иваненко, В.И. Павлов, С.В. Панов, С.В. Шубенков, М.А. Климова, А.В. Рябухин // Топливные элемен-ты и энергоустановки на их основе: Седьмая всероссийская конференция с международным участием 27 сентября – 5 октября 2020 г. http://www.issp.ac.ru/ebooks/conf/FuelCell_2020.pdf, (дата обращения 15 декабря 2022 г.).
Твердоокисные топливные элементы: проблемы, пути решения, перспективы развития и коммерциализации. Анали-тический обзор. ФГБНУ «Научно-исследовательский институт – республиканский центр экспертизы», Москва, 2015.
Hengbing Zhao, Andrew F. Burke. Fuel Cell Powered Vehicles Using Supercapacitors. Institute of Transportation Studies, University of California, 2017
Mohamed N.B., Muhammad Fahad Zia, Mohamed Benbouzid, Zhibin Zhou, Teresa Donateo, Hybrid fuel cell powered drones energy management strategy improvement and hydrogen saving using real flight test data // Energy Conversion and Management. 2021. Vol. 236, 113987, ISSN 0196-8904, doi:10.1016/j.enconman.2021.113987.
Груздев А.И. Концептуальные подходы к разработке аккумуляторных батарей с повышенной удельной энергоёмко-стью для авиационно-космических применений // Вопросы электромеханики. 2015. Т. 147. С. 38-44.
T-Motor U8 II KV100. URL: https://rccopter.ru/product/t-motor-u8-ii-kv100 (дата обращения 15.12.2022 г.).
Васюков И.В. Компьютерные модели топливного элемента с протонообменной мембраной для исследования пере-ходных режимов в электротехнических комплексах энергетических установок // Изв. вузов. Электромеханика. 2021. № 3. С. 60 – 67.
Васюков И.В. Совершенствование электротехнического комплекса энергетической установки на водородных топливных элементах для малых беспилотных летающих аппаратов: дис. … канд. техн. наук.: 05.09.03. Новочеркасск, 2021 г. 145 с.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
