Neden Elektrikli Uçaklarımız Yok?

Neden Elektrikli Uçaklarımız Yok?
CC BY-ND

Elektrikli arabalar, trenler, tramvaylar ve tekneler zaten var. Bu mantıklı bir soruya yol açar: neden büyük elektrikli uçaklar görmüyoruz? Onları yakında görecek miyiz?

Neden elektrikli arabalar ve trenler var, ancak birkaç tane elektrikli uçak var? Asıl sebep, dışarıdaki geleneksel fosil yakıtlı araçlara çok benzeseler bile, bir arabayı veya treni radikal biçimde değiştirmenin çok daha basit olmasıdır.

Kara taşıtları, elektrik depolarından veya elektrik tahrik sistemlerinden gelen ekstra kütle ile kolayca başa çıkabilir, ancak uçaklar çok daha hassastır.

Örneğin, bir otomobilin kütlesini% 35 oranında artırmak,% 13-20 enerji kullanımında bir artışa yol açmaktadır. Ancak bir uçak için, enerji kullanımı doğrudan kütle ile orantılıdır: kütlesini% 35 kadar artırmak,% 35 daha fazla enerjiye ihtiyaç duyduğu anlamına gelir (tüm diğer şeyler eşitdir).

Ama bu hikayenin sadece bir kısmı. Uçak aynı zamanda kara taşıtlarından çok daha ileride yolculuk eder, yani bir uçuş ortalama bir yolculuğa göre çok daha fazla enerji gerektirir. Uçak, her bir uçuş için kütlesini taşımak için gereken tüm enerjiyi (bir elektrik şebekesine bağlı bir trenin aksine) saklamalıdır. Bu nedenle, ağır bir enerji kaynağı kullanmak, bir uçuş için fazladan kütleye yol açan vb.

Bir uçak için, kitle çok önemlidir, bu nedenle havayollarının titizlikle bagajlarını ağırlaştırmasının nedeni budur. Elektrikli uçaklar, kilogram batarya başına yeterli enerjiye sahip bataryalara ihtiyaç duyarlar ya da toplu ceza, uzun mesafelere uçamayacakları anlamına gelir.

Kısa menzilli uçaklar

Buna rağmen, elektrikli uçaklar ufukta görünüyor - ancak yakın zamanda elektrikli 747'leri görmeyeceksiniz.

Bugünün mevcut en iyi lityum iyon akü paketleri, kilogram başına yaklaşık 200 watt-saat (Wh) sağlar. Mevcut uçak yakıtından 60 kat daha az. Bu tip batarya, 100km civarında bir mesafeden dört yolcuya kadar küçük elektrikli hava taksilerini çalıştırabilir. Uzun yolculuklar için daha fazla enerji yoğun hücreye ihtiyaç vardır.

Örneğin, 30'e 800km'den daha az insanı taşıyan kısa menzilli elektrikli banliyö uçağı, özellikle 750 ve 2,000Wh / kg arasında bir miktar gerektirir, bu miktar biraz 6-17 olan kerosen bazlı jet yakıtının enerji içeriğidir. Daha büyük uçaklar için daha hafif piller gerekir. Örneğin, 140km için 1,500 yolcu taşıyan bir uçak, yolcu başına yaklaşık 30kg gazyağı tüketir. Mevcut batarya teknolojisi ile yolcu başına neredeyse 1,000kg bataryaya ihtiyaç duyulmaktadır.

Bölgesel banliyö uçaklarının tamamen elektrikli olması için, pil ağırlığında dört ila on kat azalma gerekir. Pil enerjisindeki uzun vadeli tarihsel iyileşme oranı, yılda iki katına çıkarak% 3-4 civarındaydı. kabaca her yirmi yılda bir. Bu tarihsel eğilimin devam etmesine dayanarak, tamamen elektrikli bir banliyö uçağı için gerekli dört kat iyileşmeye potansiyel olarak yüzyıl ortalarında ulaşılabilir.

Bu inanılmaz derecede uzun bir bekleyiş gibi görünse de, hem altyapı hem de uçak tasarımı yaşam döngüleri için havacılık endüstrisindeki değişimin zaman çizelgesi ile tutarlıdır. Yeni bir uçağın tasarlanması 5-10 yıllarını alır ve daha sonra yirmi üç yıl boyunca hizmette kalır. Bazı uçaklar, ilk uçuşlarından yıllar sonra hala 50 ile uçuyor.

İşte melezler geliyor

Bu, uzun mesafeli uçuşların her zaman fosil yakıtlara dayanacağı anlamına mı geliyor? Şart değil.

Tamamen elektrikli büyük uçaklar enerji depolarında henüz icat edilmemiş büyük bir değişime ihtiyaç duyarken, uçmanın çevresel etkilerini azaltmanın başka yolları da var.

Hibrit elektrikli uçaklar, yakıtları elektrik tahrikiyle birleştirir. Bu uçak sınıfı, elektrik tahrik sisteminin itme verimliliğini arttırmaya ve gerekli yakıt miktarını azaltmaya hizmet ettiği pilsiz tasarım içerir.

Bataryaları olan hibrid elektrikli uçaklar da geliştirilmektedir, burada batarya belirli durumlarda ekstra güç sağlayabilir. Örneğin piller, havaalanları yakınındaki emisyonları azaltmak için temiz kalkış ve iniş sağlayabilir.

Elektrik uçakları aynı zamanda uçmanın doğrudan karbon ayakizini azaltmanın tek yolu değil. Biyoyakıt ve hidrojen gibi alternatif yakıtlar da araştırılmaktadır.

Türetilen yakıtlar olan biyoyakıtlar bitkiler veya algler, ilk önce 2008’teki ticari bir uçuşta ve birkaç havayolunda denemeler yapıldı onlarla. Yaygın olarak kabul edilmese de, önemli araştırmalar şu anda tatlı su kaynaklarını veya gıda üretimini etkilemeyen sürdürülebilir biyoyakıtları araştırmaktadır.

Biyoyakıtlar hala CO₂ üretse de, mevcut uçak veya havaalanı altyapısında önemli değişiklikler gerektirmemektedir. Diğer taraftan Hidrojen, havalimanının yakıt altyapısının tamamen yeniden tasarlanmasını gerektirir ve ayrıca uçağın kendisinin tasarımı üzerinde önemli bir etkisi vardır.

Hidrojen çok hafif olsa da, hidrojen içerir kilogram başına üç kat daha fazla enerji kerosen'den - yoğunluğu -250 ℃ de sıvı halde depolandığında bile çok düşüktür. Bu, yakıtın artık kanatta depolanamayacağı ancak gövdenin içindeki nispeten ağır ve hacimli tanklara taşınması gerektiği anlamına gelir. Bu dezavantajlara rağmen, hidrojen yakıtlı uzun mesafeli uçuşlar tüketebilir kerosenden% 12 daha az enerji.

Yazar hakkında

Dries Verstraete, Havacılık ve Uzay Tasarım ve Tahrikinde Kıdemli Öğretim Görevlisi, Sydney Üniversitesi

Bu makale şu adresten yeniden yayınlandı: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak Orijinal makale.

Video: Gelecek Uçağı - NASA Belgeseli

İlgili Kitaplar

Düşüş: Küresel Isınmayı Tersine Çevirmek İçin Önerilen En Kapsamlı Plan

Paul Hawken ve Tom Steyer tarafından
9780143130444Yaygın korku ve ilgisizlik karşısında, uluslararası araştırmacılar, profesyoneller ve bilim adamları koalisyonu, iklim değişikliğine gerçekçi ve cesur çözümler sunmak için bir araya geldi. Burada yüz teknik ve uygulama açıklanmaktadır - bazıları iyi bilinmektedir; bazılarını hiç duymamış olabilirsiniz. Temiz enerjiden düşük gelirli ülkelerde eğitimli kızlara, karbonu havadan çeken arazi kullanım uygulamalarına kadar uzanıyor. Çözümler var, ekonomik olarak uygun ve dünyadaki topluluklar şu anda onlara beceri ve kararlılıkla yaklaşıyor. Amazon'da Mevcut

İklim Çözümleri Tasarlama: Düşük Karbonlu Enerji Politika Rehberi

Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman tarafından
1610919564İklim değişikliğinin üzerimizdeki etkileriyle küresel sera gazı emisyonlarını azaltma ihtiyacı acil olmaktan başka bir şey değil. Bu göz korkutucu bir meydan okuma, ancak bugün onu karşılayacak teknolojiler ve stratejiler var. İyi tasarlanmış ve uygulanmış küçük bir enerji politikası kümesi, bizi düşük karbonlu bir geleceğe götürebilir. Enerji sistemleri büyük ve karmaşıktır, bu nedenle enerji politikası odaklı ve uygun maliyetli olmalıdır. Tek beden uyan tüm yaklaşımlar basitçe işi yapmaz. Politika yapıcılar, iklim geleceğimiz üzerinde en büyük etkiye sahip olacak enerji politikalarını ana hatlarıyla açıklayan ve kapsamlı bir kaynağa ihtiyaç duyuyor ve bu politikaların nasıl iyi tasarlandığını açıklıyor. Amazon'da Mevcut

Bu Everything değiştirir: Kapitalizm İklim vs.

Naomi Klein tarafından
1451697392In Bu her şey değiştirir Naomi Klein, iklim değişikliğinin vergiler ve sağlık hizmetleri arasında düzgün bir şekilde yapılması gereken bir başka konu olmadığını savunuyor. Bizi birçok yönden başarısızlığa uğratan ekonomik bir sistemi düzeltmek için bizi arayan bir alarm. Klein, sera gazı emisyonlarımızı büyük ölçüde azaltmanın, eş zamanlı olarak eşitsizlikleri azaltmak, kırılmış demokrasilerimizi yeniden hayal etmek ve yıkılmış yerel ekonomilerimizi yeniden inşa etmek için en iyi şansımız olduğu konusunu titizlikle oluşturuyor. İklim değişikliği inkarcılarının ideolojik çaresizliğini, gelecekteki jeo-mühendislerin münzevi sanrılarını ve çok sayıda ana akım yeşil girişimin trajik yenilgisini ortaya koyuyor. Ve o, pazarın neden iklim krizini çözemediğini ve çözemediğini ve bunun yerine, felaket kapitalizminin eşlik ettiği, daha da aşırı ve ekolojik olarak zarar verici ekstraksiyon yöntemleriyle işleri daha da kötüleştireceğini gösteriyor. Amazon'da Mevcut

Yayıncıdan:
Amazon'daki alımlar sizi getirme maliyetini düşürmeye gidiyor InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ve ClimateImpactNews.com hiçbir ücret ödemeden ve tarama alışkanlıklarınızı izleyen reklamverenler olmadan. Bir linke tıklasanız da, bu seçilmiş ürünleri satın almasanız bile, Amazon ziyaretinde aldığınız her şey bize küçük bir komisyon öder. Size herhangi bir ek maliyet yoktur, bu yüzden lütfen çabaya katkıda bulunun. Ayrıca bu linki kullanabilirsiniz Amazon’u istediğin zaman kullanmak, çabalarımızı desteklemeye yardımcı olmak için.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

InnerSelf'i takip et

facebook-icontwitter-ikonrss-ikon

E-posta ile son alın

{Emailcloak = off}