Разработка полностью электрических самолетов идет полным ходом. Прототип электросамолета Eviation Alice совершил 8-минутный первый полет, и ожидается, что в ближайшие годы дебютируют и другие модели, такие как ES-30 компании Heart Aerospace. Однако все эти модели рассчитаны на перевозку не более 30 пассажиров и полеты на короткие расстояния.
Например, Eviation Alice может перевезти только двух членов экипажа и девять пассажиров на расстояние 463 километра, а электрическая модель ЕС-30, хотя и рассчитана на перевозку до 30 пассажиров, имеет дальность полета всего 200 км.
Чтобы действительно снизить выбросы парниковых газов и смягчить последствия изменения климата, необходимы более крупные полностью электрические самолеты. Примечательно, что на большие самолеты приходится более 75 процентов выбросов парниковых газов в авиации и учитывая ежегодный рост авиаперевозок на 4-5 процентов, эти выбросы увеличиваются.
Но исследовательская группа под патронатом NASA начала разработки полностью электрической версии самолета N3-X, который может перевозить до 330 пассажиров. Электрический самолет N3 -X, дебют которого намечен на 2040 год, включает в себя аэродинамический гибридный планер крыла и корпуса и энергоэффективный EPS. Тем не менее, он по-прежнему будет полагаться на два турбодвигателя, которые сжигают реактивное топливо для питания EPS.
Основная проблема при полной электрификации N3-X и больших самолетов в целом - это огромные потребности в энергии для тяги во время взлета, для чего требуется около 25 мегаватт мощности. Для сравнения: современный Боинг 787-8, частично электрифицированный самолет, достиг максимальной мощности около 1 МВт из возобновляемых источников (тогда как остальная мощность, необходимая для взлета, поступает от сжигания реактивного топлива).
«Другими словами, нам нужно в 25–30 раз больше энергии, чтобы частично электрический самолет стал полностью электрическим и почти вся эта необходимая мощность предназначена для взлета», - говорит Мона Гассеми, доцент и директор ZEROES ( Zero Emission ).
Чтобы помочь удовлетворить эти потребности в мощности, ее команда предлагает заменить два турбоэлектрических двигателя N3-X четырьмя электрохимическими энергетическими блоками (EEU), которые включают батареи, топливные элементы и суперконденсаторы. Они разработали несколько различных конструкций EPS для взлета, когда вся электроэнергия направляется на тягу. Теоретически, с достаточно мощными батареями, этого заряда должно хватить, чтобы поднять N3-X в воздух только на электричестве.
Исследователи проанализировали свои три конструкции EPS в нормальных условиях, а также сценарии, в которых один из компонентов энергосистемы вышел из строя. Их результаты показывают, что две конструкции могут быть реализованы в реальной жизни, даже если один EEU выйдет из строя во время полета.
Примечательно, что современные аккумуляторные технологии по-прежнему сильно отстают от того, что требуется в этих полностью электрических конструкциях. Но Гассеми не останавливается.
«С будущими достижениями в литий-воздушных и литий-серных батареях требуемая удельная энергия для предполагаемого широкофюзеляжного полностью электрического самолета может быть достигнута в течение следующих 25 лет», - отмечает она. «Однако другое многообещающее решение может быть достижимо раньше - это компактные термоядерные реакторы».
Независимо от того, будут ли самолеты будущего питаться от батарей или компактной термоядерной технологии, необходима дополнительная инфраструктура для удовлетворения огромных потребностей в энергии больших полностью электрических самолетов. Сюда входят электроприводы и двигатели, EEU, автоматические выключатели, кабели и преобразователи, способные выдерживать высокое напряжение и суровые авиационные условия (например, низкое давление, высокая влажность и высокие температуры).
Сподобалася стаття! Підтримай проект BuildingTech!
50% коштів іде на закупівлю спорядження для ЗСУ!
Фотозвіт - https://www.facebook.com/BuildingTech1
Дякуємо всім за допомогу!
PrivatBank:
UAH - 4149 4993 7451 0947
USD - 4149 4993 7451 0988
EUR - 4149 4993 7451 1002
