Bakit Wala kaming Elektronikong sasakyang panghimpapawid?

Bakit Wala kaming Elektronikong sasakyang panghimpapawid?
CC BY-ND

Ang mga de-koryenteng kotse, tren, tram at bangka ay mayroon na. Ang lohikal na iyon ay humahantong sa tanong: bakit hindi natin nakikita ang malaking electric sasakyang panghimpapawid? At makikita ba natin sila sa anumang oras sa lalong madaling panahon?

Bakit mayroon tayong mga de-koryenteng kotse at tren, ngunit kakaunting mga eroplano? Ang pangunahing dahilan ay mas simple na radikal na baguhin ang isang kotse o tren, kahit na tumingin sila halos kapareho sa tradisyonal na mga fossil-fuel na sasakyan sa labas.

Ang mga sasakyan sa lupa ay madaling makayanan ang labis na masa mula sa imbakan ng koryente o mga sistema ng propulsion ng koryente, ngunit ang mga sasakyang panghimpapawid ay mas sensitibo.

Halimbawa, ang pagtaas ng masa ng isang kotse sa pamamagitan ng 35% ay humahantong sa isang pagtaas ng paggamit ng enerhiya ng 13-20%. Ngunit para sa isang eroplano, ang paggamit ng enerhiya ay direktang proporsyonal sa masa: ang pagdaragdag ng masa sa pamamagitan ng 35% ay nangangahulugang nangangailangan ito ng 35% ng mas maraming enerhiya (lahat ng iba pang mga bagay ay pantay).

Ngunit iyon ay bahagi lamang ng kwento. Ang sasakyang panghimpapawid ay naglalakbay din nang higit pa kaysa sa mga sasakyan sa lupa, na nangangahulugang ang paglipad ay nangangailangan ng higit na enerhiya kaysa sa isang average na paglalakbay sa kalsada. Ang sasakyang panghimpapawid ay dapat mag-imbak sa ibabaw ng lahat ng enerhiya na kinakailangan upang ilipat ang masa para sa bawat flight (hindi tulad ng isang tren na konektado sa isang de-koryenteng grid). Ang paggamit ng isang mabibigat na mapagkukunan ng enerhiya sa gayon ay nangangahulugang mas maraming enerhiya ang kinakailangan para sa isang paglipad, na humahantong sa labis na masa, at iba pa.

Para sa isang sasakyang panghimpapawid, ang masa ay mahalaga, na ang dahilan kung bakit mabilis na tinimbang ng mga airline ang mga bagahe. Ang mga electric eroplano ay nangangailangan ng mga baterya na may sapat na enerhiya bawat kilo ng baterya, o ang parusa ng masa ay nangangahulugang hindi nila maaaring lumipad ng mahabang distansya.

Short-range na mga eroplano

Sa kabila nito, ang mga sasakyang panghimpapawid na sasakyang panghimpapawid ay nasa abot-tanaw - ngunit hindi ka makakakita ng mga electric 747 sa anumang oras sa lalong madaling panahon.

Ang pinakamahusay na magagamit na pack ng baterya ng lithium ion ngayon ay nagbibigay sa paligid ng 200 watt-hour (Wh) bawat kilo, tungkol sa 60 beses na mas mababa sa kasalukuyang gasolina ng eroplano. Ang ganitong uri ng baterya ay maaaring makapangyarihang maliit na electric air taxis na may hanggang sa apat na mga pasahero sa layo ng paligid ng 100km. Para sa mas mahabang biyahe, kinakailangan ang mas maraming siksik na mga cell.

Ang short-range electric commuter sasakyang panghimpapawid na nagdadala hanggang sa mga taong 30 na mas mababa sa 800km, halimbawa, ay partikular na nangangailangan ng pagitan ng 750 at 2,000Wh / kg, na kung saan ay ilang 6-17% ng nilalaman ng enerhiya ng gasolina na batay sa gasolina. Kahit na ang mas malaking sasakyang panghimpapawid ay nangangailangan ng lalong magaan na mga baterya. Halimbawa, ang isang eroplano na nagdadala ng mga pasahero ng 140 para sa 1,500km ay kumonsumo ng tungkol sa 30kg ng kerosene bawat pasahero. Sa kasalukuyang teknolohiya ng baterya, halos 1,000kg ng mga baterya ang kinakailangan bawat pasahero.

Upang makagawa ng sasakyang panghimpapawid na sasakyang panghimpapawid nang buong kuryente ay nangangailangan ng isang apat hanggang sampung beses na pagbawas sa timbang ng baterya. Ang pangmatagalang kasaysayan ng rate ng pagpapabuti ng enerhiya ng baterya ay nasa paligid ng 3-4% bawat taon, pagdodoble halos bawat dalawang dekada. Batay sa isang pagpapatuloy ng kalakaran sa makasaysayang ito, ang apat na beses na pagpapabuti na kinakailangan para sa isang ganap na de-koryenteng sasakyang panghimpapawid na maaaring makamit sa kalagitnaan ng siglo.

Habang ito ay maaaring mukhang hindi kapani-paniwalang mahabang paghihintay, naaayon ito sa napapanahong pagbabago ng industriya ng aviation para sa parehong mga imprastraktura at mga disenyo ng sasakyang panghimpapawid. Ang isang bagong sasakyang panghimpapawid ay tumatagal sa paligid ng 5-10 taon upang magdisenyo, at pagkatapos ay mananatili sa serbisyo para sa dalawa hanggang tatlong dekada. Ang ilang mga sasakyang panghimpapawid ay lumilipad pa rin sa 50 taon pagkatapos ng kanilang unang paglipad.

Narito darating ang mga hybrids

Nangangahulugan ba ito ng long-distance na paglipad ay palaging umaasa sa mga fossil fuels? Hindi kinakailangan.

Habang ang buong electric malaking sasakyang panghimpapawid ay nangangailangan ng isang pangunahing, pa-na-imbento na paglipat sa imbakan ng enerhiya, mayroong iba pang mga paraan upang mabawasan ang epekto ng kapaligiran ng paglipad.

Ang Hybrid-electric na sasakyang panghimpapawid ay nagsasama ng mga gasolina na may electric propulsion. Ang uri ng sasakyang panghimpapawid na ito ay nagsasama ng disenyo nang walang mga baterya, kung saan nagsisilbi ang electric propulsion system upang mapagbuti ang kahusayan ng thrust, binabawasan ang dami ng kailangan ng gasolina.

Ang mga sasakyang panghimpapawid na de-koryenteng sasakyang panghimpapawid na may baterya ay nasa pagbuo din, kung saan ang mga baterya ay maaaring magbigay ng labis na kapangyarihan sa mga tiyak na kalagayan. Halimbawa, ang mga baterya ay maaaring magbigay ng malinis na take-off at landing upang mabawasan ang mga paglabas malapit sa mga paliparan.

Ang mga eroplano ay hindi rin ang tanging paraan upang mabawasan ang direktang bakas ng carbon ng paglipad. Ang mga alternatibong gatong, tulad ng mga biofuel at hydrogen, ay sinisiyasat din.

Ang mga biofuel, na kung saan ay mga gasolina na nagmula sa halaman o algae, ay unang ginamit sa isang komersyal na flight sa 2008 at maraming mga eroplano ang nagsagawa ng mga pagsubok kasama nila. Bagaman hindi malawak na pinagtibay, ang makabuluhang pananaliksik ay kasalukuyang sinisiyasat ang mga sustainable biofuel na hindi nakakaapekto sa mga mapagkukunan ng tubig-tabang o paggawa ng pagkain.

Habang ang mga biofuel ay gumagawa pa rin ng CO₂, hindi sila nangangailangan ng makabuluhang pagbabago sa umiiral na mga sasakyang panghimpapawid o imprastraktura ng paliparan. Ang hydrogen, sa kabilang banda, ay nangangailangan ng isang kumpletong muling disenyo ng imprastraktura ng gasolina ng paliparan at mayroon ding makabuluhang epekto sa disenyo ng sasakyang panghimpapawid mismo.

Habang ang hydrogen ay napakagaan - naglalaman ang hydrogen tatlong beses na mas maraming enerhiya bawat kilo kaysa sa kerosene - ang density nito ay napakababa, kahit na nakaimbak bilang isang likido sa -250 ℃. Nangangahulugan ito na ang gasolina ay hindi na mai-imbak sa pakpak ngunit kailangang ilipat sa medyo mabigat at napakalaking tangke sa loob ng fuselage. Sa kabila ng mga disbenteng ito, maaaring kumonsumo ng mga flight na malayo ang layo ng haydrodyen hanggang sa 12% mas mababa sa enerhiya kaysa sa kerosene.

Tungkol sa Ang May-akda

Dries Verstraete, Senior Lecturer sa Aerospace Design and Propulsion, University of Sydney

Ang artikulong ito ay muling nai-publish mula sa Ang pag-uusap sa ilalim ng lisensya ng Creative Commons. Basahin ang ang orihinal na artikulo.

Video: Hinaharap na sasakyang panghimpapawid - dokumentaryo ng NASA

Mga Kaugnay Books

Paglabas ng Drawdown: Ang Karamihan sa Komprehensibong Plano na Ipinanukalang Bumalik sa Pag-init ng Mundo

ni Paul Hawken at ni Tom Steyer
9780143130444Sa harap ng malawakang takot at kawalang-interes, isang internasyonal na koalisyon ng mga mananaliksik, mga propesyonal, at mga siyentipiko ay nagtagpo upang mag-alok ng isang makatotohanang at matapang na solusyon sa pagbabago ng klima. Ang isang daang mga diskarte at gawi ay inilarawan dito-ang ilan ay kilala; ang ilan ay hindi mo pa naririnig. Saklaw nila mula sa malinis na enerhiya sa pagtuturo sa mga batang babae sa mga bansang mas mababa ang kita upang magamit ang mga gawi sa paggamit ng lupa na kumukuha ng carbon mula sa hangin. Ang mga solusyon ay umiiral, ay maaaring mabuhay nang matipid, at ang mga komunidad sa buong mundo ay kasalukuyang nagpapatrabaho sa kanila ng kasanayan at determinasyon. Available sa Amazon

Pagdidisenyo ng Mga Solusyon sa Klima: Isang Gabay sa Patakaran para sa Low-Carbon Energy

ni Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Gamit ang mga epekto ng pagbabago ng klima na sa amin, ang pangangailangan upang i-cut global greenhouse gas emissions ay walang mas mababa kaysa sa kagyat na. Ito ay isang mahirap na hamon, ngunit ang mga teknolohiya at estratehiya upang matugunan ito ay umiiral ngayon. Ang isang maliit na hanay ng mga patakaran ng enerhiya, dinisenyo at mahusay na ipinatupad, ay maaaring ilagay sa landas sa isang mababang carbon sa hinaharap. Ang mga sistema ng enerhiya ay malaki at kumplikado, kaya ang patakaran ng enerhiya ay dapat nakatuon at epektibo. Ang isang sukat sa isang sukat-lahat ng mga diskarte ay hindi makakakuha ng trabaho. Kailangan ng mga tagabuo ng isang malinaw, komprehensibong mapagkukunan na binabalangkas ang mga patakaran ng enerhiya na magkakaroon ng pinakamalaking epekto sa ating klima sa hinaharap, at naglalarawan kung paano mag-disenyo ng mga patakarang ito ng maayos. Available sa Amazon

Ito Pagbabago Everything: Kapitalismo kumpara Klima Ang

ni Naomi Klein
1451697392In Ito Pagbabago Everything Naomi Klein argues na pagbabago ng klima ay hindi lamang ng isa pang isyu na maayos na filed sa pagitan ng mga buwis at pangangalaga ng kalusugan. Ito ay isang alarma na tumawag sa amin upang ayusin ang isang pang-ekonomiyang sistema na ay nabigo sa amin sa maraming paraan. Ang Klein ay matigas na nagtatayo ng kaso kung gaano kalawak ang pagbawas ng ating greenhouse emissions ay ang aming pinakamagandang pagkakataon upang mabawasan nang sabay-sabay ang mga nakakatawang di-pagkakapantay-pantay, muling ipalagay ang ating mga sirang demokrasya, at muling itayo ang ating mga lokal na ekonomiya. Inilantad niya ang ideological desperation ng mga klima-pagbabago deniers, ang messianic delusyon ng magiging geoengineers, at ang trahedya pagkatalo ng masyadong maraming mga mainstream na hakbangin berdeng. At nagpapakita siya ng eksaktong dahilan kung bakit ang merkado ay hindi-at hindi maayos ang krisis sa klima ngunit sa halip ay gagawin ang mga bagay na mas masahol pa, na may mas matinding at ekolohikal na nakakapaminsalang mga paraan ng pagkuha, na sinamahan ng laganap na kapitalismo ng sakuna. Available sa Amazon

Mula sa Ang Publisher:
Ang mga pagbili sa Amazon ay pumunta upang bayaran ang gastos ng pagdadala sa iyo InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, at ClimateImpactNews.com nang walang gastos at walang mga advertiser na sumusubaybay sa iyong mga gawi sa pagba-browse. Kahit na nag-click ka sa isang link ngunit hindi bumili ng mga napiling produkto, anumang bagay na binili mo sa parehong pagbisita sa Amazon nagbabayad sa amin ng isang maliit na komisyon. Walang karagdagang gastos sa iyo, kaya mangyaring tumulong sa pagsisikap. Maaari mo ring gamitin ang link na ito gamitin sa Amazon sa anumang oras upang matulungan kang suportahan ang aming mga pagsisikap.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

sundin ang InnerSelf sa

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Kumuha ng Pinakabagong Sa pamamagitan ng Email

{Emailcloak = off}