Uçan en büyük elektrikli uçak
Uçaklar, emniyetin önde tutulmasından dolayı yavaş gelişseler de, elektrikli uçaklar her geçen gün gerçekliğe her geçen gün daha da yaklaşmakta. Ama soruyoruz, gerçek havacılık için ne zaman hazır olacaklar? Ne kadar uzağa gidebilirler ve gerçekten de başarılı olma ihtimalleri var mı?
Washington eyaletinin merkezindeki tarım arazileriyle çevrili büyük bir havaalanında elektrikli bir uçak kısa bir süre önce tarih yazdı. Sadece elektrikle çalışan ve uçabilen en büyük ticari uçaktı. 28 Mayıs'ta 30 dakika boyunca, izleyen kalabalığın alkışları ve tezahüratları üstünde Grant County Uluslararası Havaalanı'nın uçtu.
En büyük elektrikli uçak ha? En fazla dokuz yolcu alabilen değiştirilmiş bir Cessna Caravan 208B idi. Test uçağının pilot için sadece bir koltuğu vardı.
eCaravan” test uçuşu başarılı oldu. Arkasındaki iki şirket, elektrik motorunu tedarik eden AeroTEC ve magniX sonuçlarla memnundu. MagniX'in genel müdürü Roei Ganzarski, Cessna'yı uçurmanın fiyatının sadece 6 $ (4.80 £) fiyatında olduğunu belirtti. Geleneksel motor ve yakıt kullansaydı, 30 dakikalık uçuşun maliyeti 300-400 dolar olacaktı (240-320 £).
Ayrıca magniX tarafından üretilen bir elektrik motoru ile donatılmış daha küçük uçaklarla yapılan önceki deneyler üzerine kurulu ve şu soruyu gündeme getiriyor: sen ve ben ne zaman fosil yakıtlardan ziyade elektrikle çalışan daha büyük bir yolcu uçağıyla uçabileceğiz?
Dikkat edilmesi gereken ilk şey, büyük uçakların uzun mesafeli uçuşlarının yakın zamanda tamamen elektrikli hale gelmeyeceğidir. Kesinlikle önümüzdeki 10 yıl içinde değil - ve bu yüzyılda bile gerçekleşip gerçekleşmeyeceği hakkında tartışanlar var. Ancak Evrenden Notlar 2035lerde bunun gerçek olacğaını düşünmektedir. Bunun nedeni ise enerji yoğunluğudur.
Enerji yoğunluğu genellikle kilogram başına aldığınız watt-saat (Wh) sayısı olarak tanımlanır. Mevcut bir lityum-iyon pilin enerji yoğunluğu kg başına en fazla 250 Wh'ye ulaşabilirken, jet yakıtı veya gazyağı enerji yoğunluğu yaklaşık kg başına 12.000 Wh'dir.
Öyle ki, elektrikli uçakların umudu az gibi görünebilir. Bununla birlikte, fark göründüğü kadar kesin değildir, çünkü elektrikli sistemler daha verimli olacak şekilde tasarlanabilir, yani daha az enerji ile daha fazla mesafe kat edebilirler. Ancak, günümüzde, bu hala fosil yakıt sistemlerini pille çalışan alternatiflerden yaklaşık 14 kat daha fazla enerji zengini kılar. 14 kat. Piller, neşeyle dökülen sıvılar olmamakla birlikte, şekilleri ve hacimleri açısından da gariptir. Montreal'deki Concordia Üniversitesi'nde bir uzay mühendisi olan Susan Liscouët-Hanke “Şu anda yakıt kanatlara güzel bir şekilde uyuyor” diyor. Mevcut menzilini korumak için, uçağın mevcut yakıt alımından 30 kat daha fazla aküye ihtiyacı olacaktır, yani asla yerden kalkamayacak.
Ayrıca, bir başka engel, bir pilin ağırlığının kullanılmış olmasına rağmen aynı kalmasıdır. Geleneksel bir uçak uçarken, yakıt tüketilir ve uçağı daha hafif hale getirir. Bu da havada kalması için gereken yakıt tüketim miktarını azaltır.
Birlikte kısa bir hesap yaparsak, dünyanın en büyük yolcu uçağı olan Airbus A380'in standart 15.000km menzili yerine pillerle sadece 1.000km uçabilir. Bu sınırlayıcı faktörler, elektrikli hale getirilecek belirli uçak tipleri olduğunu düşündüğü anlamına gelir. Bu esas olarak küçük tarafta olacakları anlamına gelir.
Benim gibi mühendisler şu anda yaklaşık 500km uçabilen 180 kişilik tam elektrikli bir jet üretmeye çalışıyorlar. Ucuz havayolu firması EasyJet, başarılı olursa 2030 gibi kısa bir sürede ticari hizmete girebilecek prototip bir uçak tasarlamak ve geliştirmek için bir havacılık şirketi olan Wright Electric ile ortaklık kurdu.
Seyahat rotaları sınırlı olacak - Paris'ten Londra'ya gibi ancak zaten 1.500km veya daha kısa mesafeli rotalarda uçan dar gövdeli uçaklar havacılık emisyonlarının üçte birini oluşturuyor. Elektrikli uçakların kademeli olarak uçmaya sunulması uçmanın çevresel etkisini önemli ölçüde iyileştirilebilir.
Havacılık AB'de CO2 emisyonlarının önemli ölçüde arttığı tek büyük endüstri. Sektör bugün küresel CO2 emisyonlarının sadece% 3'ünü oluştururken, 2050 yılına kadar ticari uçaklar sektördeki tahmini büyüme nedeniyle dünya emisyonlarının % 24'üne kadarın üretebiliyor olabilir.
Esasında 2030 yılına kadar ticari olarak tamamen elektrikli 180 koltuklu uçakla uçmak “çok iddialı” bir tarih. Daha geçerli olan görüş, 2030'a kadar hibrit elektrikli uçakların yükseldiğinin görülmesidir. Bu uçaklarda itki, geleneksel yanma sistemlerinin yanı sıra piller ve elektrik motorları tarafından sağlanır. Hibrit arabalarda da olduğu gibi. Roland Berger, “50 koltuklu bir uçak, 2020'lerın sonunda veya 2030'larda göklerde görülmesi - bence bu makul bir zaman ölçeği” diyor.
Halihazırda geliştirilmekte olan 200 adet elektrikle çalışan uçak vardır ve bu projelerin sayısı 2018 ile 2019 arasında %30 artmıştır. Bu uçakların çoğu hibrit modellerdir. Yine de, prensip olarak, bu tasarımların mevcut uçak gövdeleri kullanılarak geliştirilmesi daha kolay olabilir.
Son yılların en çok takip edilen hibrid uçak deneylerinden biri, Airbus, Siemens ve Rolls-Royce'un ortak projesi olan E-Fan X'in uçak konsepti, dört motorundan birine 2 megawatt motorla güç verilecek şekilde değiştirilecek 100 koltuklu BAE 146 uçağı içeriyordu – 2 megawatt bu yaklaşık 2.000 eve güç vermek için yeterli bir miktar. Plan, bu yıl bu uçakla bir test uçuşu yapmaktı, ancak proje Nisan ayında aniden iptal edildi.
Rolls-Royce'da hibrid elektrikli sistemler baş proje mühendisi Riona Armesmith, E-Fan X için geliştirilen teknolojinin tamamen rafa kaldırılmadığını söyledi. “Sanırım yeni bir adım attık ve bu sistemleri uçurmaya gerçekten ihtiyacımız olup olmadığına baktık” diyor. “Sanırım yeterince öğrendiğimizi hissettik.” Diyor.
E-Fan X programındaki teknolojiyi kullanarak farklı bir prototip uçak uçurmak için mevcut bir plan yok. En azından, elektrik jeneratörleri, kablolar ve anahtar sistemleri gibi bileşenlerin uçmak için güvenilir ve güvenli olması için tamamen sıfırdan nasıl yeniden tasarlanması veya inşa edilmesi gerektiği öğrenildi. Daha önce hiç kimse elektrik sistemlerini daha önce bu boyuttaki uçakları uçuracak şekilde uyarlamamıştı.
Armesmith, elektrikli bileşenlerin yanmamalarını sağlamak için ek yalıtım gerektirdiğini söylüyor. Ek yalıtım ağırlığı muazzam bir yük. İlginç olan ise yüksek irtifalarda, yüksek voltajlar bu yalıtımı daha fazla etkiler, bu nedenle uçuşa uygun olması için çok sağlam olması gerekir. Bu, ekibiyle birlikte yeni kablolar ve santraller tasarlamak zorunda oldukları anlamına geliyordu. Piyasada bulunmayan özel bir kablo türü icat edip patentini aldılar. Bu proje düşündüklerinden çok daha zor olduğunu defalarca farklı yerlerde ifade etti.
Rolls-Royce, en hızlı elektrikli uçak olarak rekor kırması amacıyla, bu sene uçması beklenen tam elektrikli ACCEL uçağı da dahil olmak üzere diğer deneysel elektrikli uçaklara sahip. Küçük bir tek kişilik olmasına rağmen, yaklaşık 500 km / s hıza ulaşmak ve 320 km'den fazla menzili kapsamak için tasarlandı.
Sektördeki birçok kişi ve Evrenden Notlar gibi, Armesmith de en büyük gelişmelerin uçak gövdelerinin normalden daha fazla motor ve rotora göre yeniden tasarlandıklarında gelebileceğini söylüyor. Teorik çalışmalar, daha küçük motorların kullanılmasının sürtünmeyi azaltabileceğini ve genel verimliliği artırabileceğini öne sürdü - bu tür tasarımları elektrikli uçaklar için potansiyel olarak daha iyi seçenekler haline getirdi. Wright Electric çalışmasının EasyJet ile koordine edilmesinin ilkelerinden biri budur.
Elektrikli uçaklardaki çok çeşitli proje ve deneylerin olması cesaret verici. Bu, bu uçaklardan birinin başarılı olma şansının daha fazla olduğu anlamına gelir. Ancak tüm aldatmacaya kapılmamak önemlidir, ayrıca havacılık ve uzay pazar araştırma firması Teal Group'un analiz başkan yardımcısı Richard Aboulafia ekliyor.
Bir avuç yolcu ya da yük taşıyan küçük uçaklar için yılda yaklaşık 100 araçlık küçük bir pazar var. Bu tür elektrikli uçaklar, pil teknolojisinde çalışmak için büyük değişiklikler gerektirmez ve uçuşlar daha az yoğun yerleşim birimlerinde denenebilir ve sonuçta daha güvenlidir.
Bu, elektrikli bir jetle tatile çıkmayı hayal ediyorsanız (veya daha sessiz gökyüzü umuduyla meşgul havaalanlarının yakınında yaşıyorsanız) umudunuzu şimdilik geleceğe saklayın. Havacılık ve uzay sektörü henüz bu konuda bebek adımlarını atıyor.
Bu arada, dikkate alınan uçak emisyonlarını azaltmak için kullanılan diğer iki teknoloji biyoyakıtlar ve hidrojen itki sistemleridir. Her birinin kendine özgü sorunları ve avantajları var. Organik maddeden yapılan biyoyakıtlar mevcut uçaklar tarafından kullanılabilir ve kerosenden daha yeşil olabilir, ancak henüz pazarı küçük ve birçok biyoyakıtın kendi çevresel dezavantajları vardır.
Ve hidrojen, yenilenebilir bir kaynaktan elde edilirse potansiyel olarak temiz olsa da, elektrik pilleriyle aynı sorunlardan muzdariptir. Bir uçak için hidrojeni depolamak için gaz hacminden üç kat daha fazla hacme ihtiyaç oluyor. "Bir uçak için bugünün mimarisinde, onu koyabilecek hiçbir yer yok."
Başka bir deyişle, bu umut verici teknolojilerin üçü de - piller, biyoyakıtlar ve hidrojen - havacılıkta devrim yaratabilmek için bazı büyük atılımlar gerektiriyor. Bu videonun yapıldığı tarihte havayolu endüstrisini çok zorlayan Covid-19 salgını, gelişmeleri daha da geleceğe öteleyebilir.
Ancak daha çevreci seyahatlere ilgi artıyor. Elektrifikasyon için politik destekle Airbus, EasyJet, Rolls-Royce ve diğer firmalar deneysel projeleriyle momentum inşa ediyorlar.
Herhangi bir uçak için yerden kalkmak devasa bir kuvvet ve çaba gerektiriyor. Sen de bizim bu çabamıza destek olup paylaşabilir ve havalanmamamız için eleştirebilirsin. Gelecekte daha yükseğe, daha yeşile, ve gökyüzüne... ad astra per aspera, zorluklardan yıldızlara!