menu close Teknologiens Mediehus
person Konto arrow_drop_down
USA fik i 2016 en helt ny flyproducent, og selvom Wright Electric endnu kun har et elfly på tegnebrættet, så er troen på teknologien meget stor. Faktisk så stor, at Wright Electric vil have et 100 procent elektrisk fly med plads til 150 passagerer på vingerne om bare ti år.
Rækkevidden for flyet, der blev præsenteret for potentielle investorer i marts måned i år, skulle blive på 480 kilometer. Det er nok til at dække 30 procent af alle verdens kommercielle flyruter i dag. For eksempel ruterne London-Paris og New York-Boston.
Endnu eksisterer planerne altså kun på skrivebordet hos Wright Electric, og her er de godt klar over størrelsen på udfordringerne. I bloggen Wright Weekly Weport fra januar 2017 bliver nogle af beregningerne gennemgået i store linjer. De er som følger:
Der tages udgangspunkt i en Boeing 737-800, der har en maksimal startvægt på 68 ton, hvoraf godt 11 ton er mennesker og bagage, mens selve flyet vejer yderligere godt 11 ton. Det giver plads til cirka 22,5 ton brændstof, som kan 'konverteres' til batterier.
Hvis batterierne har et energiindhold på 200 Wh/kg, så giver det 4,5 MWh, og det er ikke meget, hvis man tænker på, at der er brug for 30 MW ved start og 11 MW for at holde en B737 i luften.
Der er selvfølgelig en masse muligheder for at optimere et fly, så det bruger mindre energi på ren el. For eksempel kan hastigheden nedsættes, og de tunge jetmotorer kan skiftes ud med lettere elmotorer.
Derudover kigges der på flyets hastighed, da lavere hastighed vil reducere energiforbruget væsentligt. På de korte ruter betyder det heller ikke helt så meget, om flyet flyver 400 eller 800 km/t.
Der kigges også på, i hvilken højde der skal flyves,. og hvordan kabinen skal indrettes.
Men samlet set erkender folkene bag Wright Electric, at de er meget langt fra en løsning, hvis ikke batteriteknologien bliver væsentligt forbedret.
For at få mere perspektiv i udviklingen af elektriske fly har Wright Electric indgået et samarbejde med det britiske lavprisselskab EasyJet, hvis vigtigste fly netop er et med plads til cirka 150 passagerer.
Kritikere har allerede peget på, at Wright Electric satser alt for meget på, at den nuværende teknologiske udvikling inden for batterier fortsætter med samme hastighed som nu.
Derfor er de i første omgang gået i gang med at designe et mindre hybridelektrisk fly med plads til ni personer. Her diskuterer de, hvordan brændstofmotoren og de elektriske motorer skal bygges sammen - eller om de skal holdes hver for sig.
Fly basert på batterier er en fremtid som kanskje eller aldri kommer. Sats heller på hydrogenfly, en teknologi som enkelt kan realiseres i dag, med høyere sikkerhet som resultat og ikke mye mer kostbart enn dagens teknologi dersom en tar utgangspunkt i en strømpris på ca 20 øre per kWh.
Still krav til CO2-utslipp per setekm/tonnkm som man gjør for bilindustrien, noe som vil føre til realistisk utvikling i stedet for sysselsetting i Airbus/Boeings "våte drømmer-avdelinger" og "teknologi er morsomt"-virksomheter som Wright Electric.
Boeing samarbejder med Ballard om droner drevet frem af brint. Det virker skal jeg huske at sige, da et Sydafrikansk drone firma allerede er begyndt at implementere Ballard teknologi i deres droner. Vejer langt mindre end batterier. Batterier kan kun bruges i biler samt skibe der behøver ballast.
Hvordan løses opladnings problemet?
Tænker på hvordan man får banket 50MW ind i et fly, på den ene time flyet venter på rengøring osv.
Hvis man tænker sig at der er omkring 5 fly, så er det lige før, der skal installeres et atomkraftværk på lufthavnen.
En ide der umiddelbart virker skør, men måske nødvendig er at installere slæbesko på landingsbanen, så accelerationen fra 0-take off, kan gøres uden at dræne batteriet.
Hangarskibe katapulter kunne også være en løsning.
Når man efterWW2 kunne flyve regelmæssigt oer Atlanten var det mest fordi benzinen havde et oktantal på 130/155 .Det var nærmest halvflydende bly.Gasturbiner, der bruger et andet brændstof,kom i sidste øjeblik.
Tanken om VE fortalere som havde fået dobbelt så meget bly i barndommen er ikke rar.
Batterier er også på vej ud i noget snavs.
Næste trin bliver Lithium Hydrazin Fluorid eller det der er værre.Hvis Strøm bliver billigere er det smartere at lave syntetisk fuel af luft og vand på tunge jordplacerede Hydreranlæg.Hvis Synfuel er syndfri kan el fra batterier ikke konkurere l flydrift imorgen eller i overmorgen.
Kunne man forestille sig, at man kunne trække rutefly op i fart ved starten i stil med ved start af jagerfly fra hangarskibe og af svævefly med jordbaseret wireoptræk?
På den måde vil energiforbruget ved start langt overvejende kunne jordbaseres, og flyenes rækkevidde kunne øges betragteligt.
Det vil selvfølgelig forudsætte optrækssystemer i alle lufthavne, som beflyves med elfly, men det burde kunne lade sig gøre, når man allerede i dag behersker lignende teknologier.
Der er ikke ret meget at spare. Den tid det tager at starte en fly er 1 -2 minutter. Så er det i luften. Derefter går de næste 15 minutter med at stige op.Desuden er det for risikabelt. Se en af de andre tråde om emnet. Her har det været behandlet.
Herudover vil at sådant system kræve en voldsomt stor effekt. Næsten alle katapulter i dag er er lavet med damp da det har været det eneste der kunne levere den nødvendige effekt. Det er først på det seneste at man har kunnet lave en elektrisk katapult. Den bruger adskillige MW når den er i gang, og så er det kun et jagerfly den trækker op.
Jeg har flere gange hørt tale om at man skal accelerere flyene op i fart med en jordbaseret katapult, for på den måde at kunne spare brændstof (eller strøm eller hvad man nu vil bruge). Jeg kan bare ikke helt få tallene til at hænge sammen:
Lad os forestille os et middelstort passagerfly på 50 tons og med en take-off hastighed på 75 m/s (150 knob), som skal op i en flyvehøjde på 10 km.
Den kinetiske energi ved take-off er 1/2 * 50.000 kg * (75 * 75 m/s) = ca. 141 MJ
Den potentielle energi ved fuld flyvehøjde er 50.000 kg * 10.000 m * 9,82 m/s/s = 4.910 MJ
Sammenholder vi de to tal får vi at den kinetiske energi ved take-off udgør ca. 2,9 % af den potentielle energi i marchhøjden, og hertil er ikke engang medregnet den kinetiske energi ved en marchhastighed på 800 km/t, eller luftmodstanden på vej op.
Det er altså en forsvindende lille del af det samlede energiforbrug der kan tilføjes på startbanen.
Selv hvis man ville accelerere flyet op til nær lydens hastighed (ca. 300 m/s) ville man kun få 2.250 MJ, og ved en begrænset behagelig acceleration på 10 m/s/s ville det kræve en bane på 4,5 km.
På hangarskibe bruger man katapulter for at få flyene hurtigt op i fart pga. den begrænsede plads - ikke for at spare brændstof.
Svævefly benytter spilstart da det er billigere end flyslæb, men man kommer typisk ikke mere end et par hundrede meter op, og man kommer ned igen inden for ca. 5 min hvis man ikke tilføjer anden energi (i form af termik).
Godt innlegg fra Kasper Henrik Kjærsgård-Jensen! Dersom en regner virkningsgraden til turbofanmotorer å være 40% (riktignok maksimalvirkningsgrad), så tilsvarer 141 MJ (kinetisk energi) ca 10 liter jetfuel. Det opplyses at en Boeing 737-800 yter opp til 30.000 kW ved oppstart (11.000 kW ved marsfart). Et fly bruker typisk 30 sekunder for å komme seg i luften. En slik ytelse i 30 sekunder krever 50 liter (80% pådrag). Neste fase (15 min) opp til 10.000 meter krever 4.910 MJ (stillingsenergi) bare for å løfte flyet, tilsvarende 348 liter. Femten minutter med 24.000 kW vil kreve 1500 liter.
Et slik Boeing-fly bruker rundt 2200 liter over en 35 mils flytur (ca 50 mil langs landeveien). Siste 20 minutter glideflyr flyet ned til flyplassen (i hvert fall ideelt!).
Tallene er grove overslag!
Hvis både "spillemand" og pilot er en klovn, man ikke har trukket wiren helt ud og man starter i medvind, er 200 meter nok ikke helt ved siden af. En fornuftig spilstart burde give mindst 400 meter. Iøvrigt plejer man at "gå på medvind" i landingsrunden i omkring 200 meter. Naturligvis afhængig af vejr og flyveplads.
Som svæveflyver kan jeg skrive under på at "spillet" absolut er et nødvendigt onde. Det er dyrt, det kan ikke flyve og det er de færreste der synes det er en sand fornøjelse at betjene det. Den 5mm stålwire der normalt anvendes, kan så vidt jeg husker klare træk på omkring 3-4 tons, men det kraftigste sprængstykke vi råder over begrænser dette til 1000 kg. Normalt anvender vi sprængstykker mellem 500 og 750 kg. Starten afvikles med mellem 100-150 km/t. Det går heldigvis godt i langt de fleste tilfælde, men når det en gang imellem går mindre godt er det sikkerhedsmæssigt designet således at det er spil og wirer det går ud over. Selv om det er dyrt, er det billigere og bedre end at rette bøjede fly ud og lappe piloter sammen. Men så kan man få syn for sagen af bøjede stålemner, knuste paneler og wire-salet - bare for at få et fly på mellem 250 og 650 kg i luften.
Mens vi venter på der kommer noget fornuftigt elektrisk slæbefly (f.eks Pipistrels E-trainer) eller alle nye fly kommer med elektrisk selvstart, har vi levetidsforlænget spilstart-metoden ved at gå over til "tøjsnor" istedet for stål-wire. Den er lavet af strukket PE og vejer "ingenting" sammenlignet med stål-wire og kan (rent teoretisk ;) trækkes ud ved håndkraft. Lavere brændstofforbrug, 10-20% mere højde og generelt skønnere at "arbejde" med end stål-wire. Til gengæld er den dyrerere og mere skrøbelig. Hvis ikke alle ruller kører som de skal i wire-styret, kan den f.eks brænde over. Men den kan også bøje stålemner hvis den får lov at få fat.