Почему 2 кВт·ч аккумулятора хватает на 30 км через Цюнчжоуский пролив

Что можно сделать с 2 кВт·ч? Знаете ли вы? Сколько это — 2 кВт·ч? 2 кВт·ч электроэнергии хватит на 20 минут работы электрического водонагревателя мощностью 6 кВт; 2 кВт·ч электроэнергии хватит лишь на 2 минуты зарядки электромобиля с мощностью зарядки 60 кВт; 2 кВт·ч электроэнергии хватит всего на 20 секунд работы генератора мощностью 600 кВт; однако 2 кВт·ч электроэнергии позволят вам успешно пересечь Цюнчжоуский пролив шириной около 30 километров с севера на юг.

Проще говоря, 1 кВт·ч — это энергия, потребляемая электроприбором мощностью 1000 Вт за один час работы.

Пересекая Цюнчжоуский пролив, участник испытания Аарон встал на электрическую гидрофойл-доску Waydoo Flyer ONE на поверхности моря и двигался вперед с постоянной скоростью 30 км/ч, при этом энергопотребление в час удалось снизить до менее 2000 Вт, что означает, что всего 2 кВт·ч электроэнергии позволяют преодолеть не менее 30 км, что почти соответствует расстоянию через Цюнчжоуский пролив.

Так как же электрической гидрофойл-доске Waydoo Flyer ONE удалось выполнить задачу пересечения Цюнчжоуского пролива, потребив при этом всего 2 кВт·ч электроэнергии?

Здесь стоит упомянуть эффективную гидрофойл-систему и силовую установку доски! Мы знаем, что при движении в жидкости для получения подъемной силы неизбежно приходится платить сопротивлением. У обычных транспортных средств, таких как быстроходные катера и моторные лодки, динамический принцип заключается в том, что глиссирующая поверхность создает подъемную силу при движении по воде, однако аэродинамическое качество глиссирующей поверхности обычно не превышает 4.

Динамический принцип гидрофойлов, движущихся под водой, совершенно иной. Гидрофойлы аналогичны крыльям самолета и являются одними из самых эффективных гидродинамических машин. После оптимизации двумерного профиля крыла максимальное аэродинамическое качество может достигать более 100, а у разумно спроектированного трехмерного крыла крейсерское аэродинамическое качество часто может достигать более 10. Это означает, что при одинаковой скорости энергопотребление гидрофойлов будет снижено более чем вдвое по сравнению с обычными транспортными средствами. Кроме того, волновое сопротивление гидрофойлов значительно выше, чем у глиссирующей поверхности. Когда объект движется под водой, влияние волн экспоненциально уменьшается с увеличением глубины.

Во-вторых, эффективная силовая система электрической гидрофойл-доски Waydoo Flyer ONE является ключом к успешному пересечению Цюнчжоуского пролива!
Научно-исследовательская группа провела детальную проработку и оптимизацию гребного винта. От определения одномерных параметров до оптимизации двумерного шага и дискового отношения и до масштабных трехмерных расчетов CFD гребного винта — мы использовали профессиональные технологии для проведения проектирования на всех этапах.

Это включает в себя большое количество передовых технологий проектирования и методов расчета: сначала проводится первый этап быстрого теоретического расчета формы гребного винта с использованием теории несущей линии и метода панелей, затем применяется генетический алгоритм для отбора, после чего путем решения трехмерных уравнений Навье-Стокса проводится высокоточное численное моделирование и дальнейшая оптимизация теоретического типа винта, и наконец, в результате многократных реальных испытательных полетов получается винт с отличными характеристиками.

Кольцевой канал винта является не только защитным устройством, но его скрытая функция более важна, а именно — создание дополнительной тяги за счет комбинированного действия антипрофиля и спутной струи винта. Профиль канала также является аэродинамическим профилем, но он перевернут. Винт ускоряет поток на внутренней поверхности канала, делая внутреннюю поверхность более быстрой. Согласно принципу Бернулли, профиль будет испытывать давление, направленное внутрь. При установке под разумным углом давление на все профили канала создает результирующую силу, направленную вперед, что дополнительно повышает эффективность движительной системы. После вышеуказанных усилий крейсерская эффективность движительной системы Waydoo может достигать 80%.

Основываясь на вышеизложенных двух пунктах, это поможет вам лучше понять, почему электрическая гидрофойл-доска Waydoo Flyer ONE используется для пересечения Цюнчжоуского пролива, ширина которого с севера на юг составляет около 30 километров, и при этом потребляет всего два кВт·ч электроэнергии.