پرواز اولین هلیکوپتر الکتریکی جهان
تازه هایی از دنیای دانش و فناوری (10)
در این مطلب در ادامه قسمت های (1) و (2) و (3) و (4) و (5) و (6) و (7) و (8) و (9) به تازه ترین اخبار هفته دنیای علم و فناوری می پردازیم.
همه روزه شاهد تلاش کمپانی‌های اتومبیل سازی جهت ارایه خودروهای الکتریکی هستیم و روز به روز این خودروهای برقی محبوب‌تر می‌شوند اما بشنوید یک مهندس و خلبان توانسته است هلیکوپتری الکتریکی بسازد و با آن پروازی موفقیت آمیز انجام دهد. Pascal Chretien مهندس هوافضا به کمک یک کمپانی فرانسوی کار و توسعه برای روی هلیکوپتر برقی را از مدت‌ها پیش شروع کرده‌اند و ساخت نمونه قابل پرواز آن که در 12 آگوست توانست از آزمایش سربلند بیرون آید 12 ماه به طول انجامیده است. بنا بر گفته سازنده این چرخ بال برقی مهم‌ترین چالش بر سر ساخت این دستگاه قدرت برخاستن از زمین آن بود زیرا همان طور که می‌دانید پیل های الکتریکی انرژی نیرومندی که سوخت فسیلی مانند بنزین تولید می‌کند را قادر نیست به موتور آن تزریق کند لذا برای این امر و با توجه به اینکه برخاستن این چرخ بال از زمین انرژی زیادی را می‌طلبید وی سعی کرد علاوه بر استفاده از پیل های برقی بهتر جهت تولید انرژی بیشتر تا حد امکان از وزن آن بکاهد لذا آلیاژی که وی در ساخت بدنه و یا بهتر بگوییم چهارچوب نگهدارنده سرنشین و موتور استفاده کرده آلومینیوم است که توانسته به نسبت خیلی زیادی در وزن آن صرفه جویی کند. این هلیکوپتر ساختار بسیار ساده و ابتدایی برای پرواز و همچنین کنترل حین پرواز دارد و اگر بخواهیم به اختصار آن را تشریح کنیم چهارچوبی آلومینیومی است که در برگیرنده یک صندلی برای نشستن سرنشین و یا همان خلبان آن است و یک میله صاف و کوتاه به مانند فرمان دوچرخه که نقش فرمان هلیکوپتر را دارد و بر روی آن سوییچ روشن کردن موتورو نشانگرهایی تعبیه شده است و درست زیر پای سرنشین پدال‌هایی برای هدایت هلیکوپتر به طرفین درنظر گرفته شده است.موتور و پره های آن روی چهارچوب فلزی قرار داده شده که از قدرت گشتاوری مناسب و بهینه شده برای پرواز به سمت بالا برخوردار است.
اسکال در 12 آگوست ( اوت ) توانست پرواز موفقیت آمیزی با نمونه اولیه این هلیکوپتر انجام دهد و بمدت 2 دقیقه و ده ثانیه با آن پرواز کند و حداکثر ارتفاعی که توانست پرواز کند یک متر بود!! شاید این تست و نتیجه آن در مقیاس با هلیکوپترهای موجود بسیار ناامید کننده باشد اما باید این موضوع را هم در نظر داشت که این هلیکوپتر تک نفره برقی بوده و موفقیتی بزرگ برای سازندگان آن محسوب می‌شود. باتری‌های این بالگرد یا چرخ بال از نوع لیتیوم قابل شارژ پلیمری بوده با چگالی انرژی 160 وات ساعت به ازای هر کیلوگرم می‌باشد. Pascal Chretien و شرکت French company Solution F امیدوارند مدت پرواز را به ده الی دوازده دقیقه برسانند . با توسعه این پروژه باید به انتظار نشست و انتظار روزی را کشید که همه یا اغلب مردمان بتوانند از هلیکوپترهای برقی و شخصی خود جهت رفت و آمد استفاده کنند.
It's easy to look back at the history of exploration and aviation and feel like there's no mountains left to climb, that the age of the great pioneers is behind us and we're doomed to a future of LCD tanning and monitor hypnosis. But don't try telling that to Pascal Chretien. On August 12, this electrical/aerospace engineer and helicopter pilot took to the air in the world's first untethered, fully electric manned helicopter flight in a prototype machine that he designed and built almost entirely by himself within a 12 month development period. In his 2 minute, 10 second test flight, Chretien beat aviation giant Sikorsky into the record books - but it was not without significant risk. As the man himself puts it: "in case of crash I stand good chances to end up in kebab form."
With battery technology advancing steadily and electric vehicles popping up across all sorts of transport modes, electric helicopters have been one of the last dominoes to fall. That's because the dynamics of helicopter flight tend to consume a lot of energy - and in a way that doesn't fit in well with the way batteries perform.
Electric airplanes, for example, require a lot of power in the takeoff phase, but can cruise and land on fairly meager amounts of energy. But helicopters require strong power delivery throughout the takeoff, hovering and landing phases - so you have to make sure there's plenty of power in the tank to take you down softly.
So when French company Solution F contacted Pascal Chretien and asked him to build the world's first manned electric helicopter, he knew he had to come up with a pretty unique design - an ultra-light, super simple helicopter that could get a decent flight time out of its available battery power
****************
BMW با اضافه کردن یک موتور بخار، مصرف سوخت خودرو را 10 درصد کاهش می دهد
BMW با اضافه کردن یک توربین کوچک بخار به نمونه آزمایشی سری 5 توانست گرمای اضافی موتور را جذب و به الکتریسیته تبدیل کند نتیجه این فرایند افزایش بازده خودرو و کاهش 10 درصد مصرف سوخت در هر 100 کیلومتر است. در حال حاضر قسمت قابل توجه ایی از سوخت خودرو به گرما تبدیل می شود اما با ابداع BMW بخشی از این گرما به چرخه قدرت خودرو برمی گردد و باعث افزایش بازده اتومبیل می شود.
تحقیقات نشان می دهد حدود 60 درصد سوخت خودرو به گرما تبدیل شده و هدر می رود اگر در کشورهای سرد سیر مانند شمال امریکا، اسکاتلند یا روسیه و یا بخش های سردسیر کشور خودمان زندگی می کنید گرمای خودرو برتری محسوب می شود ولی در غیر اینصورت گرما تنها وارد جو شده و به هیچ دردی نمی خورد. در همین راستا، BMW تحقیقات گسترده ای را انجام داده و پروژه جدیدی را به سرانجام رسانده که در آن از توربین های بخار برای جذب گرمای موتور و تبدیل آن به الکتریسیته استفاده می شود.
موتورهای بخار، جزء ساده ترین نوع موتورها به شمار می روند. به آب گرما داده می شود تا به بخار تبدیل شود سپس بخار به پیستون فشار می آورد و در نتیجه توربین به حرکت در می آید و در نتیجه الکتریسیته تولید می شود. از آنجایی که می توان از هر منبع گرمایی برای تولید بخار استفاده کرد و همانطور که می دانید سیستم خنک کننده موتور در خودرو ها توسط آب انجام می شود از همان آب جوش آمده علاوه بر خنک کردن موتور اصلی خودرو در موتور بخار نیز استفاده می شود.
پیاده سازی چنین تغییراتی کار ساده ایی نیست، BMW در رابطه زمان اجرای شدن پروژه و اضافه کردن موتور بخار به موتور اصلی اعلام کرده این موتور به زودی به مرحله تولید نخواهد رسید. اما BMW در حال توسعه و نهایی کردن این پروژه است و قصد دارد در سال های آینده از این فناوری در خودروهای خود استفاده کند.
Munich. Even the most efficient internal combustion engine can only convert about one-third of the energy derived from fossil fuels into the mechanical kinetic energy needed to power a motor vehicle. Over the past few years BMW EfficientDynamics has made great improvements in engine efficiency, for example with technologies such as direct fuel injection, variable valve timing, exhaust-driven turbochargers, brake energy regeneration and the Auto Start Stop function. However, about 60 percent of the generated energy is still lost, half of it being exhaust heat, with the remaining half as heat absorbed by the engine cooling system. Finding ways of recovering this lost heat energy is one of the major goals being pursued by engineers working on BMW EfficientDynamics for the future. That is why the BMW Group is involved in several projects, each with different approaches to utilising dissipated heat energy, and at various levels – in research, pre-production and series development. Among the most promising innovations are the turbosteamer, thermoelectric generator, engine encapsulation and a waste heat exchanger for oil heating.
The Turbosteamer and Thermoelectric Generator (TEG) projects are focused on generating electric current from waste heat to improve overall engine efficiency, but each project follows a different approach and time frame. There is great potential for considerable fuel savings if the electrical energy required by all of the systems in an automobile can be produced using waste heat rather than relying solely on the vehicle's generator. This is another milestone behind the philosophy of BMW EfficientDynamics in achieving increased power and performance while reducing emissions and fuel consumption at the same time.
BMW turbosteamer – modelled after a power station.
In the Turbosteamer Project research and technology specialists of the BMW Group are working on a heat recovery system that is based on the principle of a steam process.
The process of recovering energy from waste heat is already practised on a large scale in modern power generation plants: large gas and steam power stations combine the principles of a gas turbine and a steam circuit to achieve a significantly higher level of efficiency. The gas turbine process is the first phase of the energy conversion and serves as the source of heat for the downstream steam cycle in the second phase.
The BMW turbosteamer is based on this two-stage stationary power generation method – but reduced in scale and design to form a component that can be used in modern automobile engines.
The first-generation turbosteamer – a maximalist approach.
Researchers proved the feasibility of this technology in December 2005 with the unveiling of the first-generation turbosteamer, which was based on a maximalist approach: they designed a dual-cycle system. The primary element was a high-temperature circuit that employed a heat exchanger to recover energy from the engine exhaust gases. This was connected with a secondary circuit that collected heat from the engine cooling system and combined this heat with the high-temperature heat from the primary circuit to create lower temperature heat.
When this design was laboratory tested on the four-cylinder petrol engines produced by BMW at the time, the dual system boosted the performance of these engines by 15 percent.
The turbosteamer today: smaller and simpler.
In order to further develop the system for use in series production, attention was given to reducing the size of the components and making the system simpler to improve its dynamics and achieve an optimized cost-benefit ratio. Thus researchers focused on designing a component having only one high-temperature circuit.
”A heat exchanger recovers heat from the engine exhaust, and this energy is used to heat a fluid which is under high pressure – this heated fluid then turns into steam, which powers an expansion turbine that generates electrical energy from the recovered heat,” explains Jürgen Ringler, Team Leader for Thermal Energy Converters at BMW Group Research and Technology. For the latest generation of the turbosteamer, engineers developed an innovative expansion turbine based on the principle of the impulse turbine, which offered many advantages in terms of cost, weight and size when compared to earlier concepts, and these are factors that are very beneficial when it comes to series production.
”We have made great progress toward achieving our original goal, which was to develop a system ready for series production within about ten years. When completed, this system will weigh only 10 kg to 15 kg and will be capable of supplying all of the electrical energy required by an automobile while cruising along the motorway or on country roads,” says Ringler. Under these conditions the developers are sure that the average driver will be able to reduce fuel consumption by up to 10 percent on long-distance journeys.
Initial integration of a mock-up system in the BMW 5 Saloon.
All of the system components developed on the test bench have been configured to form a module that can be integrated in vehicles. This has been done successfully by installing a mock-up system in the BMW 5 Saloon.
Thermoelectric generator.
Considerable progress has also been made in the Thermoelectric Generator (TEG) Project that is also focused on series production of an energy-saving component. The two alternative systems developed to date differ in their positioning in the vehicle – one unit is designed for the exhaust system, while the other is intended for the exhaust gas recirculation system. The development phase focused on integrating units in the exhaust system has led to considerable component improvements, especially in terms of weight and size
توشیبا سبک ترین و باریکترین تبلت دنیا را معرفی کرد
همانطور که انتظار می رفت توشیبا نسل جدید تبلت های اندرویدی خود را معرفی کرد. توشیبا سبک ترین و باریکترین تبلت دنیا را با نام AT200 در نمایشگاه IFA 2011 برلین به نمایش عموم گذاشت. طراحی این تبلت فوق العاده زیباست و وزن و ضخامت آن نیز بی نظیر است. مشخصات سخت افزاری و ظاهر جذاب AT200 ممکن است آن را به رقیب جدی iPad تبدیل کند.
سیستم عامل AT200، اندروید 3.2 یا Honycomb می باشد که با صفحه لمسی تبلت ها کاملا سازگار است. ضخامت این تبلت 7.7 میلی متر است که در مقایسه با iPad 2 با ضخامت 8.8 میلی متر، حدود 1.1 میلی متر و نسبت به Galaxy Tab.1 با ضخامت 8.6 میلیمتر حدود 0.9 میلی متر باریکتر می باشد. AT200 وزن بسیار کمی نیز دارد البته وزن آن حدود 558 گرم است که اختلاف زیادی نسبت به iPad 2 با وزن 601 گرم ندارد.
صفحه نمایش 10.1 اینچی این تبلت وضوح تصویر 1280x800 پیکسل دارد. بدنه پشت دستگاه از جنس آلومینویم رنگ شده و بصورت کاملا صاف و زیبا است. لبه های تبلت منحنی شکل می باشند که با آلومینیوم پوشیده شده اند.
در داخل Toshiba AT200 یک پردازنده دو هسته ایی با سرعت 1.2Ghz از نوع TI OMAP 4430 قرار دارد که ممکن است کمی ضعیف تر از پردازنده تبلت های 1.4GHz باشد. البته تا پیش از مقایسه فنی این تبلت با نمونه های 1.4GHz نمی توان در این رابطه اظهار نظر کرد. حافظه RAM این تبلت 1GB و حافظه ذخیره سازی آن تا سقف 64GB است.
Toshiba AT200 مجهز به دو دوربین است یک دوربین 2MP در جلو برای مکالمه ویدیوی و یک دوربین 5MP در پشت تبلت وجود دارد. AT200 دارای پورت های microSD، micro-USB و micro-HDMI نیز می باشد. با وجود اینکه AT200 بسیار باریک و سبک است اما تمام پورت های مورد نیاز کاربر را دارد. توشیبا تمام سعی خود را کرده تا همراه با طراحی زیبا برروی کارایی تبلت نیز تمرکز کند.
از دیگر امکانات توشیبا AT200 می توان به بلوتوث، Wi-Fi با پشتیبانی از استانداردهای 802n/g/n، سنسورهای شتاب سنج، ژیروسکوپ و قطب نما و GPS اشاره کرد. ابعاد این تبلت 10.08x6.93x0.30 میلی متر و وزن آن 558 گرم است.
AT200 نسبت به تبلت قبلی توشیبا، Thrive (رشد) ظاهر زیباتر، وزن سبک تر و سیستم عامل بهتر دارد. توشیبا امیدوار است با عرضه این تبلت نظر علاقمندان تبلت را به خود جلب کند.
AT200 قرار است ابتدا در ایالات متحده و پس از آن در سه ماه آخر سال 2012 وارد بازارهای جهانی گردد.
محسن مرادی
بخش دانش و زندگی تبیان
منابع:
زومیت،BMW،گیزمگ
مطلب مرتبط:
