Elektriske fly - luftfartens fremtid eller bare ønsketænkning?

Anonim

Flyene har siden luftfartens begyndelse primært været drevet af kulstofbaserede brændstoffer som benzin eller petroleum. Disse indeholder en masse energi for deres vægt, hvilket giver den store kraft, der kræves til at løfte store kommercielle flyskibe på rejser over hele kloden. Men med faldende olieressourcer og straffe for drivhusgasemissioner stiger, er luftfartens fremtid afhængig af at finde en alternativ strømkilde. Er elektricitet svaret?

Et første skridt er at udvikle "mere elektriske fly" - jet-drevne fly, der maksimerer brugen af ​​elektricitet til alle de andre flysystemer. Tanken er at reducere brændstofforbruget betydeligt ved at forbedre den samlede energieffektivitet. I praksis betyder dette at reducere flyets vægt, reducere træk med forbedret aerodynamik og optimere flyprofilen for at bruge mindre brændstof.

Men selvom disse forbedringer kan spare på brændstof, er det alene ikke nok. Skiftet til mere bæredygtige fly kræver større og langsigtede løsninger.

Sådanne væsentlige innovationer er ofte blevet drevet af militære krav. Jet turbinemotoren blev udviklet under Anden Verdenskrig, og US Air Force Chuck Yaeger brød først lydbarrieren i Bell X-1 som en del af den kolde krigs race for at opnå supersoniske hastigheder. Drevet til nye teknologier førte til massive forbedringer i ydeevne og pålidelighed, som siden har filtreret gennem til kommerciel luftfart og gjort massen af ​​interkontinentale flyrejser til virkelighed.

Concorde var det ultimative udtryk for denne transformation fra militære til højtydende kommercielle fly, men på trods af dets fænomenale præstationer blev det plaget af klager over overdreven støj og forurening. Moderne jetfly rejser stadig konsekvent sådanne miljøhensyn, og mens militæret har et tydeligt incitament til at designe det hurtigste fly, er motivationen til at gå grønt mindre indlysende. Vi må måske se andre steder for den næste store innovation.

Rensning af himlen?

Soldrevne udholdenhedskøretøjer har for nylig modtaget stor opmærksomhed, med Solar Impulse-teamet, der forsøger at lave den første rundflyvning. Men solenergi, mens en interessant teknisk udfordring, er ikke en særlig realistisk mulighed for massetransport af passagerer. Som det fremgår af Solar Impulse-flyet, er effekten fra solpanelerne på en meget bred vingerpanel kun i stand til at transportere flyet og piloten for en betydelig afstand.

Batterilagring er nøglebegrænsende faktor for elektriske fly. Hvis elektriske fly holdes tilbage med enten vægt eller brændstofrestriktioner, er det sikkert ned til batteriet. Luftfartøjer har typisk en længere brændstoftid end en bil, så hurtig opladning er mulig og effektiv, da det nuværende luftfartøj flyver på samme tid for at genopvarme brændstof (og også for passager- og lastvending), så elektrisk opladning på ca. 1 time er rimelig, dog kritisk problem er energitæthed - hvor meget energi giver batteriet vægt?

Typiske lithiumionbatterier i brug i dag har en maksimal energitæthed på omkring 1.000.000 joules energi pr. Kilogram, og mens nyere forskning lover muligheden for højere tætheder, er disse ikke kommercielt tilgængelige. En million joules lyder som en masse. Sammenlign dog dette med 43 millioner joules pr. Kilogram til flybrændstof. Bytte brændstoftanke til et batteri, der vejer 43 gange så meget, er ikke en levedygtig mulighed - det er klart, at der er et betydeligt opbevarings problem, der skal løses, før elektricitet kan drive store fly over lange afstande.

Fremtiden for elektrisk luftrejse

Så hvor passer elkraft i den langsigtede vision for forbrugernes flyrejser? På trods af de åbenlyse tekniske udfordringer forventes Airbus prototype E-Fan-flyet at blive sat i produktion inden 2017. E-fan er et meget let to-personers fly, der drives af to elektriske motorer, med en relativ hastighed og bæreevne langt lavere end dem, der kræves af kommercielle luftfartsselskaber. Imidlertid,

Inden for det næste årti kan denne teknologi strække sig til short-range pendler og forretningsfly - især målretningslinjer, der stadig bruger konventionelle propeller fremdrivning. Airbus har mellemfristede planer for et sådant fly med en målkapacitet på måske 60 passagerer - hvilket gør den til en egnet platform for korttrafik.

Sikkerhed og pålidelighed skal løses, inden elektriske fly er vedtaget af kommercielle flyselskaber. Da den elektriske bil stadig skal nå et kritisk niveau af offentlighedens tillid, vil opfattet pålidelighed have en betydelig indvirkning på forbrugertilliden i nye fly.

Hvis prototyper som E-Fan kan skabe offentlighedens tillid, kan dette markere et "tippunkt" for at overvinde de tekniske udfordringer, der er forbundet med enhver ny form for transport, især inden for luftfart, der har en track record for hurtig innovation. Fremskridt - især i nye materialer, lagring og strømelektroniksteknologi - kan tilbyde udsigten til rent elektriske kommercielle fly inden for de næste to årtier.

Forrige Artikel «
Næste Artikel