Tecnología: ¿Son posibles los aviones eléctricos en el futuro?

Answer 1

Una razón principal: el peso . La densidad de energía del combustible para aviones supera con creces la de cualquier batería. Eso significa que necesitarías tener mucho más peso para tener un avión eléctrico. Más peso significa exponencialmente más combustible.

Incluso suponiendo que la densidad de energía fuera la misma, el combustible para aviones tiene una propiedad adicional muy útil: una vez que se consume, ya no está en la aeronave, lo que resulta en una pérdida de peso, lo que reduce el consumo de combustible durante un vuelo. Esto sería imposible con las baterías.

Además de todo eso, las baterías requieren mucho tiempo para recargarse; El tiempo de respuesta de un Airbus A320 es tan solo media hora. Ninguna batería disponible comercialmente ofrece ese grado de rendimiento.

Suponiendo que se diseñara una batería que hiciera exactamente lo que podría hacer una aeronave alimentada con queroseno, existe un problema adicional de seguridad y certificación. La industria de la aviación es notoriamente regulada muy estrictamente, en interés de la seguridad de los pasajeros. Cualquier nueva tecnología para reemplazar los motores a reacción y el combustible a reacción con motores eléctricos y baterías alteraría significativamente la estructura completa de un avión. Antes de que se permita hacer eso, se deben realizar pruebas rigurosas, que duren por lo menos una década, antes de que se aprueben para uso comercial civil y demostrar que es tan seguro y confiable como los motores a reacción.

Vale la pena señalar los siguientes puntos adicionales:
1. Los motores a reacción son extremadamente seguros hoy en día, y cualquier tecnología de reemplazo debería cumplir o exceder eso.
2. Los aviones comerciales son al menos dos órdenes de magnitud más complejos que un automóvil. Hay muchas cosas que pueden salir mal en los aviones. Las comparaciones con los automóviles son inapropiadas.
3. Algunos prototipos para baterías son prometedores y cumplen al menos uno de los requisitos anteriores, sin embargo, un reemplazo deberá cumplir todos los requisitos a la vez.

Dado que no se han producido ninguno de los hitos descritos anteriormente, no esperaría un avión eléctrico comercial en el próximo cuarto de siglo como mínimo.

Answer 2

Ya existen. Un avión con energía solar está volando alrededor del mundo en este momento. Puedes comprar drones a batería en Amazon.

Además de los aviones “cohetes”, que se basan en la masa de productos de combustión expulsados ​​rápidamente para su velocidad de avance, los aviones de hélice y los aviones a reacción se basan en palas aerodinámicas de giro rápido para expulsar el aire hacia atrás (ignoro el uso de dispositivos de poscombustión en algunos motores de jet).

En los aviones convencionales, la potencia para esto es la combustión de combustibles fósiles.

Pero, como se demostró, con los aviones con alimentación eléctrica existentes, si tiene una fuente de energía para hacer girar un motor eléctrico, puede volar, aunque no tan rápido con la batería actual / tecnología solar.

Posule fuentes de energía eléctrica compacta y liviana que tengan la densidad de energía del combustible de aviación, y los aviones eléctricos serían en realidad una mejor opción que los que funcionan con combustibles fósiles.

Answer 3

Las células de ión litio han mejorado alrededor del 8% en kWh / peso cada año. Eso significa que cada 5 años, la misma carga necesitaría 1/3 menos de peso.

Ya hay aviones eléctricos, pero tienen muy poco alcance, son pequeños y caros.

La ventaja fundamental de los aviones eléctricos es que no sufren pérdidas de potencia con la altitud. En tal escenario, si un avión eléctrico pudiera subir a 28000 pies, podría volar 50% más rápido que a nivel del mar, usando la misma potencia eléctrica. En teoría, un avión eléctrico podría diseñarse para un vuelo supersónico de muy alta altitud, donde el aumento de velocidad es del 200% o más. Elon Musk dice que quiere diseñar uno algún día.

Una vez que el Ion de litio mejora el kWh / peso por un factor de dos, en aproximadamente una década, y se vuelve mucho más barato, estimo que las pequeñas aeronaves eléctricas tendrán mucho sentido, ya que tienen un rango de más de 1000 km al principio.

Si aparece una tecnología de batería aún mejor, podría acelerar eso.

En tan solo 5 años deberíamos ver los primeros aviones eléctricos de dos plazas con un rango de 400 km.

Es probable que esos aviones también tengan celdas solares, lo que aumentará el alcance hasta en un 20% a los vuelos a plena luz del día. Un avión con un ala muy grande podría obtener un impulso aún mayor, como un planeador con energía solar.

El Gigafactory de Tesla podría acelerar esto también.

Answer 4

En cuanto a la ingeniería, es factible como un híbrido. Para uso comercial (uso de aerolíneas) no estoy convencido de que los paneles de energía solar de hoy sean lo suficientemente potentes. Pero un solo motor de biodiesel que acciona un generador eléctrico grande que a su vez suministra corriente a 2 turbofans de motor eléctrico de alto bypass tiene sentido y produce suficiente empuje. Un solo motor alimentado con carbón debería quemar (BSFC) entre un 40 y un 45% menos de combustible que un avión de dos motores tradicional. Las turbinas de hoy pesan de 5 a 6 toneladas cada una. Un biodiesel de alto rendimiento pesaría aproximadamente lo mismo o menos. El problema actual es el peso de los motores eléctricos que necesitan girar los ventiladores de bypass alto. Dos de ellos pueden pesar menos de 3 toneladas cada uno y aún producir aproximadamente entre 75 y 80,000 libras de empuje cada uno, operar por hasta 8 horas por vuelo, no sobrecalentarse, estar protegidos de los rayos y estar en servicio sin un mantenimiento importante durante aproximadamente 5,000 vuelos horas

Answer 5

Tenemos aviones eléctricos en este momento. Pero no son muy prácticos, el peso de las baterías es vs la energía que transportan es demasiado baja y limita la carga útil de la aeronave.

Además, las baterías vacías deben llevarse hasta el destino, en lugar de quemar el combustible y aligerar la aeronave para el aterrizaje. Un peso de aterrizaje mucho más bajo que el peso de despegue es un elemento de diseño clave en los aviones comerciales y de carga de largo recorrido de hoy en día.

La respuesta de Loring Chien a ¿Qué barreras tenemos que superar para que los aviones eléctricos (comerciales) se conviertan en una alternativa razonable a los aviones de combustible líquido?

En la respuesta anterior, señalo que se necesita un aumento de 80 veces en la densidad de energía de las baterías para igualar el rendimiento del combustible de avión JP5. Además, de alguna manera necesitamos hacer que desaparezca el peso de la batería vacía, o bien eso se convierte en al menos otra mejora de dos veces en la densidad de energía para compensar.

Por lo tanto, habrá aplicaciones de nicho, seguramente para aviones eléctricos, pero no serán convencionales.

Answer 6

La tecnología para la energía eléctrica en aviones es demasiado joven para aplicaciones comerciales en este momento.

Los primeros aviones eléctricos aparecieron en modelos controlados por radio hace varias décadas. Aviones eléctricos experimentales que pueden transportar a una o dos personas aparecieron por primera vez hace unos años. No eran prácticos para el transporte en ninguna distancia significativa. En los últimos años se han construido unos pocos aviones más grandes con capacidad para 2 o incluso 4 personas. Todavía no son prácticos para el transporte sobre cualquier distancia significativa.

Los coches eléctricos tenían mucha atención al comienzo de la industria automovilística alrededor de 1900. Luego se fueron en favor de la gasolina y, eventualmente, de los motores recíprocos diesel. Recientemente se han producido unos pocos coches eléctricos en un volumen relativamente pequeño. Solo pueden recorrer una distancia corta (la mayoría tiene un alcance de menos de 100 millas) antes de recargar. Sin embargo, ha habido un verdadero éxito con los coches híbridos de gas y eléctricos. Estos utilizan baterías y motores eléctricos para capturar la energía que de otro modo se perdería al frenar y descender y reutilizar la energía cuando sea necesario. Obtienen aproximadamente el mismo kilometraje en la conducción de la ciudad que los automóviles similares se suben a la autopista. Los precios de estos autos son solo ligeramente más altos que los de gas solo similar.

Se presta cierta atención al uso de gas híbrido y energía eléctrica en aviones ligeros. No sé si alguna se ha construido todavía, pero si la hay es solo un número muy pequeño.

A medida que mejora la tecnología de energía eléctrica, podemos esperar ver más aviones eléctricos producidos, incluidos modelos de producción en lugar de solo experimentales. Esto tomará una cantidad de tiempo significativa, ya que la tecnología tiene un largo camino por recorrer antes de ser competitiva con motores recíprocos y también porque el mercado de nuevos aviones es muy pequeño. No creo que veamos aviones grandes de propulsión eléctrica durante mucho tiempo. Esto requerirá una forma completamente nueva de producir y almacenar energía eléctrica, como los reactores de fusión pequeños.

Answer 7

Por supuesto. Hay ferias para ellos.

Uno de los más famosos es Solar Impulse, que ahora vuela alrededor del mundo. Este avión no solo es eléctrico, sino que funciona con energía solar.

Answer 8

Se está investigando mucho en aviones eléctricos, la principal razón por la que no tenemos aviones eléctricos comerciales es principalmente porque las baterías aún no son lo suficientemente eficientes para proporcionar la propulsión necesaria para un avión comercial y mantenerlas bajo una restricción de peso realista .
Aunque me gustaría destacar uno de los proyectos que mi universidad ha hecho en este frente. Volamos con éxito el primer avión completamente eléctrico. Aquí hay algo de información sobre el avión y algunas investigaciones pertinentes que están sucediendo en la universidad:
http: //www.poweringimagination.c …

Answer 9

Sí, es posible, aún debe mejorarse, pero funciona, el problema es la distancia.

Helicóptero eléctrico R44 abre camino para la entrega de órganos – FLYER

Esta batería de algas podría alimentar un Tesla con 200X la carga

Answer 10

Sí, son posibles ahora. Actualmente existen aviones experimentales, como el Solar Impulse, que intenta volar alrededor del mundo en 6/2015.

Daño en el ala causa Solar Impulse en Japón | Noticias | DW.DE | 04.06.2015

Answer 11

No como un avión comercial de pasajeros con un rango útil más allá de unas 30-50 millas.

Como varios aviones más pequeños y para propósitos especiales, como drones, reconocimiento y transmisores de radio, sí.

Y si hay un lugar con electricidad barata, como Noruega, y viajes muy cortos, digamos que a una isla costera a unos 10 km de distancia, podría haber un papel para unos pocos aviones de pasajeros especializados para esos mercados.

Dos de los vuelos muy cortos – 2 minutos de vuelo.

La energía por peso y la energía por volumen de baterías y supercondensadores es muy mala en comparación con la gasolina o el Jet-A.

Answer 12

Dos pilotos suizos hacen un viaje alrededor del mundo sin combustible en un avión con energía solar. Noticias emocionantes: El vuelo histórico de Solar Powered Plane es solo el comienzo de la misión – NBC News

Answer 13

Ya existen numerosos aviones eléctricos experimentales, tales como:

La eléctrica EZ larga:
El hidroavión eléctrico:

Answer 14

No en el futuro próximo. Casi todos los aviones que vuelan en esta década utilizan motores turbofan que necesitan combustible para la combustión. Tal vez si de alguna manera hacen que los aviones turbohélices sean eléctricos, sería increíble.
Para tu información, ya hay en desarrollo prototipos de aviones eléctricos de 1-2 plazas.

Answer 15

Los aviones eléctricos ya están volando.

Creo que te refieres a aviones eléctricos del tamaño de un pasajero comercial, ¿verdad?

Yo digo por qué no? ‘futuro’ podría significar 50 años a partir de ahora o 100 o incluso 1000 años a partir de ahora. Creo que para ese momento será posible.

Si te refieres a … en los próximos cinco, diez años, entonces no. ¿Veinte? Tal vez.