Електрични авиони - иднината на авијацијата или само илузија Science Online
Електрични авиони - иднината на авијацијата или само илузија?
Од почетокот на авијацијата, авионите користеле горива на база на јаглерод, како што се бензин или керозин. Тие обезбедуваат голема количина на енергија во однос на нивната тежина, што значи дека тие испорачуваат доволно енергија за големи комерцијални авиони што патуваат низ целиот свет. Со намалувањето на нафтените ресурси и ограничувањата на емисиите на стакленички гасови, иднината на авијацијата зависи од наоѓање на алтернативен извор на енергија. Електричната енергија е решение за овој проблем?
Првиот чекор е да се развијат „повеќе електрични авиони“, односно авиони со погон на авиони што максимизираат употреба на електрична енергија за сите други авионски системи. Идејата е значително да се намали потрошувачката на гориво преку подобрување на енергетската ефикасност во авионите. Во пракса, ова значи намалување на тежината на авионот и намалување на влечењето, преку подобрување на аеродинамиката и оптимизирање на профилот на авионското крило со цел да се користи помалку гориво.
Сите овие подобрувања што можат да ја намалат потрошувачката на гориво не се доволни. За постигнување на поефикасни авиони потребни се големи, долгорочни решенија.
Многу важни иновации од ваков вид се појавија како резултат на воените побарувања. Активниот мотор е развиен за време на Втората светска војна. Така, како резултат на суперсоничната трка во брзината на Студената војна, Чак Јагер од американското воено воздухопловство за првпат ја помина звучната бариера со експерименталниот авион Бел Х-1. Преку развој на нови технологии, направени се важни достигнувања во однос на перформансите и сигурноста на авионите. Комерцијалната авијација има корист од овие технолошки подобрувања и со тоа интерконтиненталниот воздушен транспорт стана реалност.
Конкорд беше на врвот на оваа конверзија на воената технологија во комерцијални авиони со високи перформанси, но и покрај неговите феноменални перформанси, го опфати незадоволството од прекумерната бучава и загадувањето. Современата авијација базирана на млазни мотори постојано се соочува со вакви еколошки проблеми, и додека војската е очигледно заинтересирана за дизајнирање на авиони што е можно побрзо, мотивацијата на војската да развие зелени технологии е помалку очигледна. Затоа веројатно треба да бараме на друго место следната голема иновација во авијацијата.
Бел Х1 беше првиот суперсоничен авион во светот. Конкорд беше единствениот комерцијален авион во светот. Кредит: Военото воздухопловство на САД. Десно: Аеро Икар преку Викимедија комонс
Чистење на небото?
Авиони со соларен погон неодамна го привлекоа вниманието на специјалистите со проектот „Соларен импулс“, кој се обиде да го изврши првиот лет низ целиот свет со авион со соларен погон. Иако користењето на сончевата енергија во авијацијата е интересен технички предизвик, тоа не е реална опција за превоз на патници по воздушен пат. Како што може да се види, авионот Solar Impulse бара многу голем распон на крилјата поради малата моќност што ја развиваат неговите соларни панели. Енергијата добиена на овој начин е доволна само за транспорт на авионот и пилотот на значително растојание.
Складирањето на енергијата на батеријата е клучниот ограничувачки фактор за електричните авиони. Во авионите обично е потребно подолго време за полнење гориво во споредба со автомобил, така што тие треба да се полнат брзо и ефикасно. За авионските авиони е потребен временски период за полнење гориво приближно идентичен со потребниот за електричен авион, па затоа е разумно електрично полнење од приближно 1 час. Сепак, критичен проблем е густината на енергијата, односно колку енергија собира батеријата во однос на нејзината тежина.
Обичните литиум-јонски батерии што се користат во моментов имаат максимална густина на енергија од околу 1.000.000 џули на килограм и иако некои неодамнешни истражувања покажуваат дека може да се добијат поголеми густини на енергија, батериите изградени на овие технологии сè уште не се достапни. комерцијално достапна. Еден милион џули на килограм може да изгледа многу. Сепак, во споредба со енергетската густина од 43 милиони џули на килограм, специфична за авијациското гориво, тоа повеќе не изгледа како голема вредност. Заменувањето на резервоарите за гориво за батерија што е 43 пати потешка не е одржлива опција - очигледно постои важен проблем со складирање на електрична енергија што треба да се реши пред електричната енергија да може да напојува комерцијални авиони. на долги растојанија.
Иднината на електричниот воздушен транспорт
Како заклучок, дали можеме да зборуваме за електрична енергија како долгорочна визија за комерцијален воздушен транспорт? И покрај очигледните технички предизвици, прототипот на Ербас за авионите Е-Фан ќе биде лансиран во производство до 2017 година. и многу помал капацитет за транспорт од оние што ги бараат комерцијалните превозници. Сепак,
Во следните децении, оваа технологија може да се прошири на авиони со кратки релации и деловни авиони - особено за воздушните правци со помош на авиони управувани од елиса. Ербас има среднорочни планови за вакви авиони со капацитет од веројатно 60 патници - што би било соодветно решение за летови со кратки релации.
Барањата за безбедност и сигурност на овие прототипови мора да бидат докажани пред електричните авиони да бидат усвоени од комерцијалните авиокомпании. Исто како што на електричните автомобили им треба повеќе време да се етаблираат на автомобилскиот пазар, така и како се согледува сигурноста на новите авиони, ќе има значително влијание врз довербата на потрошувачите во електричните авиони.
Доколку прототипите како „Е-Фан“ ја освојат довербата на јавноста, тогаш ова би можело да означи „критична точка“ за надминување на техничките предизвици својствени на која било нова форма на транспорт, особено во областа на авијацијата, која има традиција на брзи иновации. Технолошкиот напредок во новите материјали, складирањето на енергија и електрониката за напојување може да понуди можност за појава на чисти електрични комерцијални авиони во следните две децении.