Kādreiz joks, ar akumulatoru darbināmas lidmašīnas tuvojas realitātei

Pagājušajā mēnesī Siemens un EADS demonstrēja jaunu gāzes un elektrisko transportlīdzekli, kas spēj pārvadāt divus cilvēkus un viņu bagāžu 900 kilometru attālumā no Ņujorkas līdz Detroitai starp degvielas uzpildi un uzlādi. Prototips nebija automašīna, bet gan maza divvietīga lidmašīna.

Lidojošs hibrīds: Šī divvietīgā elektriskā gāzes lidmašīna var būt pirmā no daudzajām, kas pacelsies debesīs.

Hibrīda plakne ir līdzīga Chevrolet Volt jo tas balstās uz elektromotoru un izmanto gāzes dzinēju kā rezerves. Lidmašīna atbilst dažu tirgū jau esošo privāto lidmašīnu veiktspējai, taču tai ir divas atšķirīgas priekšrocības: tā ir ārkārtīgi klusa un patērē par aptuveni 25 procentiem mazāk degvielas.

Šis sasniegums paredz lielu pāreju uz lidmašīnu hibrīda piedziņu. Vairākas lielas korporācijas paredz nākotni, kurā lidmašīnas vismaz daļēji paļaujas uz elektrisko piedziņu. Lai gan sākotnēji tehnoloģija tiks piemērota mazām lidmašīnām, galu galā tā varētu palīdzēt samazināt lidmašīnu radīto troksni un emisijas.

Šīs desmitgades laikā mēs noteikti redzēsim, ka tirgū ienāks hibrīda elektriskās lidmašīnas, saka Frenks Antons , kurš Siemens vada hibrīdlidmašīnu ražošanu. Viņš saka, ka šajā laika posmā ir iespējamas četrvietīgas hibrīdlidmašīnas, taču pirms desmitgades beigām ir iespējamas pat 19 sēdvietas. Antons prognozē, ka galu galā mēs redzēsim 100 pasažieru hibrīda lidmašīnas, kas patērē uz pusi mazāk degvielas nekā mūsdienu lidmašīnas.

Boeing sper soli tālāk, izstrādājot koncepciju hibrīdlidmašīnām, kuru izmērs ir 737s un kurās var sēdināt vairāk nekā 150 pasažierus, lai gan maz ticams, ka tās sāks izmantot pirms 2030. gada. Airbus mātesuzņēmums EADS ir arī izstrādājis konceptuālu dizainu. pasažieru lidmašīnām, kas lido tikai ar elektrību, lai gan šo lidmašīnu darbības rādiuss būtu ierobežots.

Motora galva: Jaunā lidmašīna ir pirmā, kurai ir hibrīda piedziņa.

Pirms dažiem gadiem ideja lidot ar lidmašīnu ar baterijām bija joks, saka Mārtijs Bredlijs , Boeing Research and Technology progresīvu gaisa kuģu koncepciju galvenais pētnieks. Lai gan akumulatori un elektromotori ir efektīvi un klusi, akumulatori mēdz būt lieli un smagi, uzglabājot daudz mazāk enerģijas nekā šķidrā degviela.

Ir mainījušās divas lietas. Enerģijas daudzums, ko akumulatori var uzglabāt, nepārtraukti uzlabojas, un šķiet, ka tas turpināsies, jo tie tiks izstrādāti lietošanai pārnēsājamos elektronikas un elektriskajos transportlīdzekļos, saka Bredlijs. Tikmēr tehnoloģijas, kas vajadzīgas, lai integrētu akumulatorus un elektromotorus ar parastajiem dzinējiem, kļūst mazākas, vieglākas un efektīvākas. Siemens 2011. gadā demonstrēja savu hibrīda lidmašīnas agrāku versiju, taču tā bija pārāk smaga, lai būtu praktiska. Jaunajai lidmašīnai Siemens samazināja elektromotora, spēka elektronikas un pārnesumu svaru par 100 kilogramiem, lai tās kravas un pasažieru ietilpību sasniegtu līdzīga izmēra mazo lidmašīnu līmenim.

Lidmašīnās hibrīda elektriskā konstrukcija uzlabo efektivitāti, galvenokārt dodot iespēju izmantot salīdzinoši mazu ar gāzi darbināmu dzinēju, kas paredzēts visefektīvākajam darbam pie kreisēšanas ātruma. Akumulators un elektromotors nodrošina papildu jaudu, kas nepieciešama pacelšanās un pacelšanās laikā. Akumulatori arī ļauj atgūt enerģiju nolaišanās laikā līdzīgi kā hibrīdautomobiļi uztver enerģiju bremzēšanas laikā (propelleri griež ģeneratoru). Un, akumulatoriem uzlabojoties, tie nodrošinās arvien vairāk enerģijas uz kuģa.

Elektromotoriem ir citas priekšrocības. Tos var uzstādīt neparastās vietās lidmašīnā, ar ko var uzlabot aerodinamiku. Tos var arī stūrēt: noliekt uz augšu, piemēram, pacelšanās laikā, lai ātrāk paceltu lidmašīnu no zemes. Lidojuma laikā motoru var virzīt pa kreisi vai pa labi, lai vadītu lidmašīnu, tādējādi novēršot nepieciešamību pēc stūres. Viņš saka, ka šīs konstrukcijas izmaiņas kopā ar hibrīda piedziņas efektivitāti varētu palīdzēt samazināt degvielas patēriņu uz pusi (skatiet sadaļu 'Hibrīda spārns' izmanto pusi no standarta lidmašīnas degvielas).

Tas, cik ātri tiek pieņemta elektriskā piedziņa, galvenokārt ir atkarīgs no akumulatoru attīstības. EADS elektriskās lidmašīnas plānos ir paredzēts akumulators, kas var uzglabāt 1000 vatstundas uz kilogramu, kas ir apmēram piecas reizes vairāk enerģijas nekā tipisks litija jonu akumulators. Jaunas akumulatoru ķīmiskās vielas, piemēram, litija-gaiss un litija-sērs, varētu nodrošināt lielāku jaudu, taču joprojām pastāv daži lieli izaicinājumi (skatiet sadaļu Nanostruktūras palielina akumulatora darbības laiku pieckārtīgi un vairāk nekā litija jonu: ARPA-E liek likmes uz jaunu enerģijas krātuvi ). Bredlijs sagaida, ka pilnībā elektriskās lidmašīnas līdz 2050. gadam būs ierobežotas līdz 1600 kilometriem.

Lielākiem lidaparātiem var izmantot elektrisko piedziņu, lai palīdzētu griezt lielos turboventilatorus reaktīvā dzinēja priekšpusē. Viņš saka, ka pirmais elektriskās piedziņas pielietojums lielām lidmašīnām būs manevrēšana, ļaujot lidmašīnām ietaupīt degvielu uz zemes.

Tātad nākamos vairākus gadus hibrīda tehnoloģija būs ierobežota ar mazām lidmašīnām. Viens no šīs tehnoloģijas ieguvumiem tuvākajā laikā ir tāds, ka mazās lidostas (kas bieži atrodas netālu no dzīvojamiem rajoniem) būs klusākas, saka. Žans Kosters , aviācijas un kosmosa inženierzinātņu profesors Kolorādo Universitātē Boulderā, kurš ir nodibinājis uzņēmumu, lai komercializētu kompaktāku pārnesumkārbu gāzes un elektroenerģijas apvienošanai. Hibrīdās konstrukcijas varētu arī izbeigt vienu no pēdējām svinu saturošām degvielām: mazām lidmašīnām ar augstas kompresijas dzinējiem joprojām ir vajadzīgas svina piedevas. Faktiski akumulatora jaudas palielināšana varētu ļaut izmantot tos pašus ar gāzi darbināmus dzinējus, ko izmanto hibrīdautomobiļos.

paslēpties