Το ηλεκτρικό αεροσκάφος ξεκινάει

Το ηλεκτρικό αεροσκάφος ξεκινάει


Το 2008, το ηλεκτρικό αυτοκίνητο γνώρισε μια αναγέννηση που προκλήθηκε από την άνοδο των τιμών του πετρελαίου. Τώρα το 2018, είναι καιρός για μια άλλη αναγέννηση – στην ηλεκτρική αεροπορία. Κατά τη διάρκεια των δεκαετιών, σημειώθηκε πρόοδος στον τομέα της αεροπορίας και σε όλα τα μέτωπα. Το 1986, ο Burt Rutan έκανε την πρώτη μη σταματή, ανεμπόδιστη πτήση σε όλο τον κόσμο.

Τώρα, 30 χρόνια αργότερα, ολοκληρώθηκε ένα άλλο ταξίδι σε όλο τον κόσμο, σηματοδοτώντας την πρώτη ηλεκτροκίνητη περιπλάνηση. Το μεγάλο ταξίδι ξεκίνησε στο Αμπού Ντάμπι και το 16 μήνες αργότερα προσγειώθηκε πίσω από όπου ξεκίνησε το ταξίδι του. Αυτό το αεροπλάνο, σε αντίθεση με άλλους που έχουν κάνει το ταξίδι πριν, δεν εκπέμπει καμιά εκπομπή και δεν καίει καύσιμο. Αντ 'αυτού, χρησιμοποίησε ηλιακούς συλλέκτες, έναν ηλεκτρικό κινητήρα και τέσσερις τεράστιες μπαταρίες ιόντων λιθίου των 41 kWh

Ονομάστηκε Solar Impulse 2, άλλαξε τον κόσμο της αεροπορίας όταν ολοκλήρωσε την πτήση του το 2016. Από τότε, το όραμα ενός ηλεκτρικά

Ένα μέλλον που περιλαμβάνει την ηλεκτρική πτήση είναι θετική, μειώνοντας τη χρήση καυσίμων της τρέχουσας αεροπορίας, μειώνοντας τις εκπομπές και δημιουργώντας ένα καθαρότερο περιβάλλον

Σύμφωνα με την Ευρωπαϊκή Επιτροπή, οι εκπομπές αεροπλάνων αντιπροσωπεύουν σήμερα το 3% περίπου των συνολικών εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου της ΕΕ και το 4% περίπου των παγκόσμιων εκπομπών αερίων θερμοκηπίου. Είναι ένα αρκετά σημαντικό ποσοστό που αυξάνεται με γρήγορο ρυθμό. Συγκριτικά, οι εκπομπές ανά άτομο σε πτήση από το Λονδίνο στη Νέα Υόρκη αντιστοιχούν κατά προσέγγιση σε ένα πρόσωπο στην ΕΕ που ζεσταίνει το σπίτι τους για ένα ολόκληρο έτος.

Με την ηλεκτρική αεροπορία, αυτές οι αυξανόμενες εκπομπές θα μπορούσαν να μειωθούν. Θα επιτύχει τον φιλόδοξο στόχο της ΕΕ να μειώσει τις εκπομπές θερμοκηπίου κατά 40% κάτω από τα επίπεδα του 1990 έως το 2030 και να καταστεί πιο εφικτό το 80% των εκπομπών του 1990.

Από την πλευρά του επιβάτη, τα ηλεκτρικά αεροσκάφη είναι μια τεράστια νίκη. Τα νέα αεροπλάνα θα οδηγήσουν σε φθηνότερο εισιτήριο, μειωμένο θόρυβο και υψηλότερο ρυθμό ανόδου. Με ένα ηλεκτρικό κινητήρα, τα αεροπλάνα είναι σε θέση να διατηρούν την απόδοση σε υψηλότερα υψόμετρα όπου η αντίσταση του αέρα είναι μικρότερη, σε αντίθεση με τους κινητήρες καύσης που λειτουργούν λιγότερο αποτελεσματικά σε αυτά τα ύψη. Ο μηχανισμός του αεροσκάφους θα έπρεπε επομένως να είναι λιγότερο ισχυρός για να δημιουργήσει ισοδύναμη ταχύτητα.

Προβολή

Προκλήσεις

Για όλη τη δημοσιότητα και την καινοτομία γύρω από το ιδανικό της ηλεκτρικής πτήσης, τρόπο να πάμε πριν οι εμπορικές πτήσεις μας τροφοδοτούνται από ηλεκτροκινητήρες. Ο σχεδιασμός Burt-Rutan Long-EZ αποτελεί παράδειγμα ηλεκτρικής πτήσης τον τελευταίο καιρό. Το 2012, ως ένα από τα ταχύτερα ηλεκτρικά αεροσκάφη που πτήθηκαν, το αεροπλάνο ταξίδεψε στα 202,6 mph, και μετέφερε έναν μόνο επιβάτη. Σε αντίθεση με αυτό σε ένα Boeing 787, το οποίο πετά σε 585 mph, και μεταφέρει περισσότερους από 242 επιβάτες. Υπάρχει ακόμη πολύς δρόμος και με τον σημερινό ρυθμό της τεχνολογίας των μπαταριών και των ηλεκτρικών κινητήρων δεν θα χρησιμοποιηθεί μέχρι το 2030 ούτε η υβριδική ηλεκτρική τεχνολογία στην εμπορική αεροπορία

Σήμερα υπάρχει ένα έργο υπό εξέλιξη γνωστό ως Δοκιμαστικής μονάδας ηλεκτρικών αεροσκαφών της NASA. Αυτό το έργο εξετάζει τα τρέχοντα τεχνολογικά εμπόδια της ηλεκτρικής πτήσης. Με αυτό το κρεβάτι δοκιμής, η αυξημένη αποτελεσματικότητα και το μειωμένο βάρος είναι οι στόχοι. Το δοκιμαστικό κρεβάτι μπορεί να προσαρμοστεί για να τροφοδοτεί μεγαλύτερους και μεγαλύτερους κινητήρες καθώς βελτιώνεται η τεχνολογία.

Μια άλλη πρόκληση που υπάρχει είναι η δημιουργία ενός πρακτικού συστήματος ψύξης που μπορεί να χρησιμοποιηθεί. Η θερμική διαχείριση αυτών των συστημάτων θα απαιτήσει ένα σύστημα που μπορεί να απορρίψει οπουδήποτε από 50 έως 800 kW θερμότητας κατά την πτήση . Απαιτείται σύστημα ψύξης για την ενσωματωμένη μονάδα ισχύος που χρησιμοποιείται για ηλεκτρονικά υψηλής ισχύος. Τα υλικά θα πρέπει να αναπτυχθούν για βελτιωμένη θερμική απόδοση και ένα ελαφρύ σύστημα που αναπτύχθηκε για την ψύξη ηλεκτρονικών ισχύος. Η υπεραγωγιμότητα και τα ηλεκτρονικά ηλεκτρονικά ψύξης θα απαιτηθούν για τη μείωση της ηλεκτρικής αντίστασης του αεροσκάφους

Οι μπαταρίες

Ο σημαντικότερος περιοριστικός παράγοντας σε αυτό το σημείο δεν είναι το βάρος των κινητήρων ή ο σχεδιασμός του αεροσκάφους, αλλά μάλλον οι μπαταρίες. Οι μπαταρίες σε αυτό το σημείο δεν μπορούν να καταστήσουν εφικτή τη σχέση ισχύος / βάρους που απαιτείται για την ηλεκτρική αεροπορία. Επί του παρόντος, τα καύσιμα αεριωθούμενων αποδίδουν περίπου 43 φορές περισσότερη ενέργεια από μια ισοδύναμη μάζα μπαταρίας. Η βιομηχανία ηλεκτρικής αεροπορίας κάνει ένα μεγάλο στοίχημα ότι η τεχνολογία αποθήκευσης ενέργειας θα βελτιωθεί σημαντικά στο μέλλον. Είναι δυνατό με την ενεργειακή πυκνότητα της μπαταρίας να αυξάνεται κατά 5-8% ετησίως. Για να είναι οι μπαταρίες σε σημείο όπου είναι οικονομικά εφικτό να εργάζονται σε αεροπορία μικρής κλίμακας, θα χρειαστεί να πετύχουν περίπου πέντε φορές την τρέχουσα πυκνότητα . Το καλό είναι ότι τα αεροπλάνα γίνονται όλο και καλύτερα σχεδιασμένα και θα απαιτούν λιγότερη και λιγότερη ενέργεια καθώς ο χρόνος εξελίσσεται.

Μόλις καταλήξουμε σε αυτό το πρόβλημα και επιλυθεί, υπάρχει ένα άλλο πρόβλημα. Πώς μπορούμε να ανταλλάξουμε τις μπαταρίες με ταχύτητα και αποτελεσματικότητα ώστε να επιτρέψουμε στα αεροπλάνα να έχουν γρήγορο χρόνο μετάβασης από την προσγείωση μέχρι να πάρουν νέους επιβάτες και να απογειώσουν; Η καλύτερη λύση είναι η εναλλαγή της μπαταρίας, αλλά ακόμη και αυτή η λύση έχει τις δυσκολίες της. Οι μπαταρίες έχουν υψηλότερο κόστος συντήρησης από τους αεριοστρόβιλους και επιπλέον χρειάζονται αντικατάσταση μετά από 1.500 κύκλους φόρτισης. Επιπλέον, η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας είναι η υψηλότερη κατά τη διάρκεια της ημέρας όταν χρειαστούν οι μπαταρίες αυτές.

Current Competition

Zunum Aero είναι μια εταιρεία που υποστηρίζεται από την Boeing και το JetBlue που λειτουργεί από το 2013 σε μια οικογένεια υβριδικών ηλεκτρικών περιφερειακών αεροσκαφών 10 έως 50 θέσεων. Ξεκίνησαν την ανάπτυξη τον Οκτώβριο του 2017 για ένα αεροσκάφος 12 θέσεων, με στόχο να πετάξουν το 2020. Ο σχεδιασμός περιλαμβάνει μια σειρά υβριδικών ανεμιστήρων με αγωγούς που τροφοδοτούνται μόνο από μπαταρίες για μικρές διαδρομές και μια γεννήτρια που επεκτείνει το εύρος ισχύος από 1 MW έως 4-5 MW . Ένας αεριοστρόβιλος θα χρησιμοποιηθεί για να οδηγήσει δύο 550kW γεννήτριες προκειμένου να επεκταθεί το εύρος του επιπέδου στα 700 ναυτικά μίλια. Το 19659023] Η Airbus E-Fan X αναπτύσσεται με την Rolls-Royce και τη Siemens ως ένα υβριδικό ηλεκτρικό διαδηλωτή αεροσκαφών.

Η εταιρεία Zunum κατασκευάζει το πρώτο της πρωτότυπο. Η ανάπτυξη αυτού του αεροσκάφους βασίζεται στην εργασία που ολοκληρώθηκε με τον E-ανεμιστήρα της Airbus, ένα πρωτότυπο διθέσιο ηλεκτρικό αεροσκάφος που αναπτύχθηκε από την Airbus. Χρησιμοποιεί επί του σκάφους μπαταρίες ιόντων λιθίου για την τροφοδότηση δύο ηλεκτρικών κινητήρων. Πρώτη φορά το 2014, ο E-Fan έχει διάρκεια 60 λεπτών. Το E-Fan X περιλαμβάνει ένα κινητήρα και μια γεννήτρια που δεν ψύχονται κρυογονικά και δεν είναι υπεραγώγιμα, οδηγώντας σε απώλεια απόδοσης μεγαλύτερη από 15%. Αυτό που ελπίζουν να κάνουν στο δρόμο για ένα ηλεκτροκίνητο αεροπλάνο είναι να δημιουργήσει ένα υβριδικό ηλεκτρικό μοντέλο ικανό να πετάξει το 2020 ενώ θα αναπτύξει περαιτέρω την τεχνολογία

Φωτογραφία ευγένεια του Airbus

είναι ισραηλινό ηλεκτρικό αεροσκάφος που βρίσκεται σε εξέλιξη από το αεροσκάφος αεροπορίας . Αυτό το επίπεδο διαθέτει τρεις έλικες, δύο στα πτερύγια και ένα στο πίσω μέρος του επίπεδου σώματος. Το επίπεδο διαθέτει ηλεκτρικό σύστημα πρόωσης και αναπτύσσεται από 95% σύνθετα υλικά. Η εταιρεία ξεκίνησε το 2015 και βρίσκεται σε εξέλιξη για να κατασκευάσει το πρώτο πρωτότυπο όλων των ηλεκτρικών επιχειρησιακών και επιβατικών αεροσκαφών της.

Φωτογραφία ευγένεια της Eviation

Wright Electric είναι μια εκκίνηση με στόχο τη δημιουργία ενός εμπορικού αεροσκάφους που τρέχει σε μπαταρίες και σε αποστάσεις κάτω των 300 μιλίων. Η εταιρεία ιδρύθηκε το 2016 και έλαβε κεφάλαια επιχειρηματικού κινδύνου από ομίλους όπως ο συνδυασμός του επιταχυντή της Silicon Valley Y. Τον Σεπτέμβριο του 2017, ο αερομεταφορέας του Ηνωμένου Βασιλείου EasyJet ανακοίνωσε ότι ανέπτυξε ένα ηλεκτρικό 180 θέσεων αεροσκάφος το οποίο θα αναπτυχθεί μέχρι το 2027 με την Wright Electric. Μέχρι στιγμής, η εταιρεία έχει κατασκευάσει μια ένδειξη διπλής έδρας, η οποία περιέχει 600 λίβρες μπαταριών

Η φωτογραφία προσφέρθηκε από την Wright Electric

Η Ampaire είναι μια πρόσφατη εκκίνηση που αναλαμβάνει επί του παρόντος το μεγάλο καθήκον ανάπτυξης ενός μετασκευαζόμενου ηλεκτρικού αεροσκάφους με στόχο την πιστοποίηση της FAA μέχρι το τέλος του 2020. Το αεροσκάφος θα μπορεί να μεταφέρει 7-9 επιβάτες και θα έχει απόσταση μέχρι 100 μίλια. Η εταιρεία ελπίζει να αναπτύξει ένα σύστημα ανταλλαγής μπαταριών και ελπίζει να δοκιμάσει τη μύγα το επόμενο έτος.

Η Joby Aviation έχει περάσει την τελευταία δεκαετία αναπτύσσοντας τα δικά τους ηλεκτρικά μοτέρ και το σημερινό τους σχέδιο VTOL από το έδαφος. Η εταιρεία πρόσφατα εξασφάλισε 100 εκατομμύρια δολάρια στη χρηματοδότηση της σειράς Β για να προετοιμαστεί για παραγωγή και πιστοποίηση. Σύμφωνα με αναφορές, το νέο όχημα αναπτύσσεται για να πετάξει έως και πέντε άτομα μέχρι τα 150 μίλια σε ένα μόνο ηλεκτρικό φορτίο. Αυτό είναι αρκετά σημαντικό για ένα ηλεκτρικό αεροσκάφος και θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί εντός της εμπορικής αεροπορικής περιοχής για πτήσεις πολύ σύντομων αποστάσεων.

Φωτογραφία της συνεργασίας Joby / NASA με την X57 από την NASA

Καθώς οι δρόμοι γεμίζουν με ηλεκτρικά αυτοκίνητα χρόνια, ας μην ξεχνάμε ότι υπάρχει ακόμα πολύς δρόμος για να περάσουμε μέχρι ο ουρανός μας να βρίσκεται στο ίδιο δρόμο με τους δρόμους μας. Καθώς ακολουθούμε το μακρύ μονοπάτι για επιτυχημένα ηλεκτρικά αεροσκάφη, θα μας θυμίσει το επικίνδυνο ταξίδι που ακολουθήθηκε για την επίτευξη επιτυχημένων ηλεκτρικών οχημάτων. Μόλις περάσουν τα εμπόδια των μπαταριών, των κινητήρων και του σχεδιασμού, αυτά τα αεροπλάνα σύντομα θα ξεκινήσουν

>Μεταφρασμένο από την Google <
Source link