载人电动飞机:被低估的航空市场

   机械手达人        

快艇和飞机都需要高功率且重量轻,因此它们的性能和耐电推进性,受到它们可以携带的最大重电池数量的限制。



凭借在船上使用250kW驱动器以及最新的电动机和电池系统开发的经验,对自2016年以来一直进行电动飞行的可行性研究,希望能够预测何时能够将公司转到“电动飞机”。


在分析了现有的经过认证的飞机机身和电动机,以及当前电池技术的计划和可预见的未来之后,发现,未来五年内,全电动250多公里的飞行,最多可容纳6名乘客将出现在市场上。并且由于以下原因,飞行将远远领先于可持续航空的其他领域:


可持续航空燃料(SAF)和氢等替代能源的低效率,与电池电力推进相比,效率至少降低了5倍。


航空中严格的安全规定延迟了任何激进的或目前未经验证的设计。除渐进式创新外,任何其他事情都可能需要十多年的时间进行测试和认证,并且会遭受重大风险和不确定性。


即使可以无排放地制造燃料,也无法完全消除任何燃烧替代物的排放。


显然,250公里的飞行对经典航空业没有吸引力,因为这对他们而言在商业上并不有趣。这意味着该行业(航空公司,制造商和研究机构)将重点放在应该允许远程,大规模航空的替代品上。考虑到当前运营的规模和经济性,这是高度合理且可以理解的优先事项。


但是对于行业来说,这是一个巨大的错失机会……


首先,由于航空业主要集中于根本不可能达到零排放,或不能保证有效利用零排放资源的全新设计和替代方案,因此航空业显然将成为在能源过渡过程中相对落后的行业。而其他行业可以在相对较短的时间内达到真正的零排放。



其次,与大规模的长途飞行相比,小型250-500公里的旅游市场在商业上可能并不有趣,但它确实代表了欧洲的重要市场。


欧洲飞行距离的分布


许多出租车航班和VTOL计划的出现证明了短距离商业航空运输的商业利益。此外,在涉及无排放替代品时,由于基础设施的限制,这种利基市场不能简单地转移到高速火车或其他陆基替代品上。


令我惊讶的是,没有找到一个零排放的航空倡议,该倡议已采取现实步骤,以在2025年认证一架可行的商用飞机。该倡议的清单正在增长,主要包括城市VTOL(垂直起降),长途航空机和教练机。


它可以提供短期附加值吗?


探索和更快速度是人们一直以来的追求。这就是为什么我们继续飞行。为了说明这一点,在后疫情时代,由于担心病毒,六人座公务航空已经有了巨大的发展。


看来我们无法通过限制人们使用航空来减少排放,因此我们需要尽可能实施无排放航空。我们需要有一个毫不妥协的飞行前景。


我们不必依靠高速火车。


我们不必局限于视频会议。


我们不应该对飞往度假胜地感到内疚。


在快艇开发公司中,我了解了一些有关消费者行为和可持续性的知识:任何可持续性产品或服务如果仅对经典替代品提供有限的折衷,就会取得更大的成功。除了真正的理想主义者和早期采用者以外,大多数消费者将始终对折衷方案持较低的容忍度。


在船艇世界中,这意味着如果船速较慢,航程更短,更小或更昂贵,则他们会选择柴油机。显然,我们在电动汽车,可持续住房等方面已经一遍又一遍地看到了这一点。


尽管小型电动飞机和示威者已经飞行了大约十年,但我们仍需要快速,加压的机舱级机器,然后我们才能在不降低折旧的前提下以零排放运营取代经典航空的很大一部分,并且仍然能够获利。


航空业需要做出重大转变。不是采用更环保的燃料,也不是针对未来替代品的市场研究之一,而是现在展示清洁商业能力的实例!


任何普通旅行者都可以购买机票,然后使用全电动零排放飞机在阿姆斯特丹和巴黎,巴黎和伦敦或法兰克福和柏林之间飞行,这一天就是我们开始真正的范式转换的一天。


汽车行业在2025年之前需要在电池技术上投入大量资金。现有的飞机在生产中性能良好,可以转换为电动推进器。


现有的涡轮螺旋桨飞机机舱级6-9座生产飞机(例如Pilatus PC-12)具有足够的机身性能和容量,可通过西门子或MagniX等制造商的现成的轴向磁通永磁交流电动机进行转换。


目前来看,只有发动机,增压系统和燃油系统会被电动机和电池所代替,所以许多经过充分验证和容易获得的认证系统将不受影响。这限制了测试和认证工作,并限制了根据EASA CS-23法规获得型式证书(或什至是补充型式证书)所需的时间,从而可以进行快速认证。


由于电池的生命周期,需要经常(大约每2-3年一次)更换电池。这类似于燃气涡轮飞机的大维护间隔。电池质量密度的不断发展,使得每隔几年就可以对新的电池化学和结构进行滚动认证,从而使电动飞机在其使用寿命期间可以增加其航程或实际负荷。


即使当前的电池不能为电动商业操作提供理想的耐久性,但是在其他部件的认证和操作准备中已经可以完成许多工作。一旦电池达到足够的质量密度,它们将成为最后需要认证的元素。


下一步,具体计划


无需认证任何新飞机制造商或运营商。很有可能可以建立伙伴关系,以努力进行融资。


在2021年至2023年之间,可以使用试验机飞机进行电力推进的实验性技术实施,这可以是任何适航的增压涡轮螺旋桨飞机,其发动机即将进行大修。电机和辅助系统的地面测试将确保可以采取重要步骤进行认证。


一旦获得足够的可靠性,使用从国家CAA起飞的实验许可,就可以在客舱中使用临时电池对电动机和辅助系统进行飞行测试。然后可以完成对电动机和机身组合的EASA认证。利用当前AOC持有者的经验,也可以开始进行电气操作认证。可以与机场合作安装充电基础设施。


在2024年至2025年间,可以使用电池技术的最新见解来选择最新,最好的电池技术,以确定的,经过认证的选择替代临时电池。最后,可以为整架飞机准备省力的电池更换。这将允许启动滚动电池技术认证计划,这将使多年来的续航能力得到改善。


到2025年,公务机的转换或新建造工作可能会开始,这将使商业运营能够在2026年开始。


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