Аир Таксији ће ускоро бити у нашим небом – ако се батерије могу учинити сигурнијим
Батерије већ напајају електрична возила (ЕВС) на нашим путевима. Али они тек треба да трансформишу ваздухопловство. Иако се неки електрични путнички авиони прототипирају, комерцијална употреба су деценија. Економија ниске висине је, међутим, пробни кревет за електричне погонске технологије које морају радити у условима и безбедносним стандардима који су веома различити од оних на земљишту.
Дронови који раде на висинама испод 1.000 метара су по приступачним начинима превоза мањих количина робе и убрзати логистику. Веће електрично вертикално полетање и слетање (ЕВТОЛ) Обећајте да ће трансформисати како људи путују око градова. Глобално тржиште Евтол Авион-а могао би достићи 30 милијарди америчких долара до 2030. године, пројектом аналитичара, који су покренули апликације у хитним случајевима, логистиком, ваздушним такшим и туризмом (види „Авион“) „).
Цене батерије падају, па зашто су електрични аутомобили још увек толико скупи?
Кина је укључивала економију ниске висине у свом извештају о влади 2024. године и задужена од одељења да подржи развој ИТ (види го.натуре.цом / 3јбвивр). Неизревљене испоруке Дроне сада раде у граду Схензхен, Кини, а дизајне за аутономни ваздушни таксији се тестирају. На примјер, у фебруару прошле године, у току је у 20 минута је успешно летео 50 километара између Шенжен и Зхухаија у 20. минути – путовање које би узело 3 сата аутомобилом. Зрачни такси, развијен електроефроптским компанијом Аутоматско осветљење са седиштем у Шангају, Кини и Аугсбургу, Немачкој, има максималној тежини од 2,4 тоне и може да носи пет путника. Компаније у Северној Америци, Европи, Јапану и шире такође развијају ваздухоплове са ниским висинама.
То је узбудљиво време у овом почетном пољу, што истражује како је најбоље у комбинацији најсавременије потрошне енергије, моторе, чипове и авионике. Али, као што је занатљивије занатлије у нашем небу, пажљиво управљање и регулација ових система биће пресудно, како би се осигурала њихова сигурност као и поверење јавности. Овде оцртавамо изазове и регулаторне потребе за снабдевањем енергијом за летелице са ниским висинама.
Извор: го.натуре.цом / 422ен3у
Изазови технологије батерије
Да би се избегло доприносе климатским променама, економија ниске висине мора се развити у тандему са привредом ниско угљеника. Као што је циљ циљеве за чишћење друмским превозом могло се постићи напајањем ЕВС-а са обновљивим електричном енергијом, Евтол Таксији могу се слично водити на снази Сунчерских и ветровитих извора.
Али, до сада је реализовано само неколико прототипа1,2. Соларне бакрене дроне, као што су Атлантиксолар развиле се на швајцарском федералном технолошкој технологији (ЕТХ) у Цириху, успело је да оптимизирају енергетску равнотежу између соларних панела и батерија да би се постигло неколико дана непрекидног летења1. Покривајући велике крила са соларним ћелијама, великим соларним авионима летели су недељама у време у стратосфери.
Долази малу бескрајућу револуцију – научници морају да осигурају да ће то бити безбедно
Да бисте урадили више, потребни су поуздани и робусни извори електричне енергије. ЕВС су у протеклој деценији водили изванредна напредњака у развоју литијум-јонских батерија3. Ипак, прелазак са путева до неба далеко је од директног.
Операције у ваздуху намећу радикално различита ограничења: већа осетљивост на тежину, потреба за брзим рафалним снагама током полетања, слетања и маневрисања и бескомпромисне потребе за толерирајућим грешцима. Неуспјех на земљи може бити непријатност. Неуспјех у ваздуху може бити фатално.
ЕВ батерије, иако поуздане за земаљску употребу, су претешке, ниске снаге и слабе за ваздухопловство. Сигурност је најнепернији захтев4. Снажни лет сигурно, батерије морају испуњавати стандарде који прелазе оне ЕВС-а, па чак и неких свемирских мисија. Цивилно ваздухопловство захтева нулту толеранцију за неуспех у услугама. Неконтролирано прегревање батерије и потенцијална пожар или експлозија, у средњем ваздуху није преживела.
Стога се морају дизајнирати авијацијске батерије са вишеслојним садржајем, откривањем грешака у реалном времену и топлотном изолацији. За разлику од ЕВС-а, који се ослањају на релативно стабилне стопе пражњења, радне платформе, захтевају брзе појачавање моћи који може прећи назимати излаз батерије, а то мора бити одржано без деградације или топлотне нестабилности.
Испуњавање таквих захтева према уском ограничењима тежине и запремине захтева напредна хемија ћелијске хемије и системе управљања батеријама који су способни да покрећу аналитику и балансирајуће оптерећења у милисекунди. Обећавајући примери укључују ваздухопловну батерију (која постиже 500 ват-сати по килограму) од кинеске произвођача батерије Цатл, која је најавила партнерство са аутоф-ом за евтол летове. Тренутно је у фази развоја и сертификације. Адаптивни системи за управљање батеријама динамички прилагођавају оперативне параметре у складу са условима лета5.
Чишћење будућности за лет – ваздухопловство потребан је радикално редизајн
Лекције се могу извући из ЕВ дизајна батерије6. На пример, батерије од чврстог и полу-чврстог држања нуде већу густину енергије и побољшану сигурност у поређењу са конвенционалним литијум-јонским батеријама и могу бити погодни избори за ваздухоплове7. Наноструктурирани материјали (као што су нановирес) могу понудити побољшану густину енергије и стопе пуњења и пражњења8. Ћелије за водоничну гориву су још једна опција9иако остају у раним фазама комерцијализације.
Иако су све-електрични бесмислице већ у раду на неким компанијама за испоруке дрона, скалирање до путничких авиона остаје дуг пут. У кратком року, хибридни-електрични системи који комбинују конвенционалне моторе за крстарење електричним моторима за фазе високог снагом, као што су полетање, слетање и пењање, настају као практичан начин да се премости јаз. Примери укључују ваздухопловне ЕЕЛ, коју је развио Аероспаце Цомпани Ампаире на Лонг Беацху, Калифорнија, која је тренутно у летама за путеве за путеве и ЕС-30 направљена од стране ваздухопловног срчаног срца ваздухопловства у Ел Сегундоу, у Калифорнији, која је планирана улазница у 2028. години.
У потрази за побољшањем капацитета за складиштење енергије и смањење тежине, свежи појмови ваздухоплова истражују структурне батерије, у којима је складиштење енергије уграђено директно у ваздушни оквир, као што је крила или плоче за труле. Овај приступ блиста конвенционалном раздвајањем ваздухопловних и енергетских система, што значи да би пад или поправка могла да утиче и у једном, а уобичајена правила о дизајну и пракса одржавања више не примењују се. Доказивање да су такви дизајн сигурни захтевиће тестове у науци материјала, структурне динамике и пловидбености.
