Die Herausforderung der Elektroflugzeuge

(Seattle) Die Luftfahrt ist der heilige Gral des elektrischen Transports. Die Luftfahrtingenieure haben jedoch noch nicht herausgefunden, wie sie Batterien bauen können, die leistungsstark und leicht genug sind, um Flugzeuge anzutreiben, die einen zunehmenden Anteil an Treibhausgasen ausstoßen. Wie sind die Aussichten?

Mathieu Perreault

Die Presse

Elektroflugzeuge: schüchterner Fortschritt

„Ich sehe nicht, wie wir dorthin gelangen werden 12 Jahre „

Die Luftfahrt macht 2,5% der menschlichen Treibhausgasemissionen aus, und dieser Anteil wird mittelfristig voraussichtlich zunehmen, selbst wenn es mehrere Jahre dauern wird, bis der Luftverkehr wieder auf das Niveau vor der Pandemie zurückkehrt. Auf einer internationalen Konferenz in Seattle im Februar erklärte der Chief Innovation Officer von Airbus, dass Elektroflugzeuge die Lösung seien, dass es jedoch mehrere Jahrzehnte dauern würde, bis sie den herkömmlichen Kraftstoff ersetzen.

Das Flugzeug der Zukunft

Das Elektroflugzeug ist laut Mark Cousin, Direktor von Acubed, der Innovationsabteilung von Airbus, das Flugzeug der Zukunft. „Wir sprechen wirklich über die Zukunft, nicht einmal mittelfristig“, sagte Cousin auf der Jahrestagung der American Association for Advancement of Science (AAAS) Mitte Februar in Seattle. Und das, auch wenn sich Norwegen im vergangenen Jahr das Ziel gesetzt hat, elektrische Flugzeuge für seine Inlandsflüge von hier aus zu haben

. „Ich sehe nicht ein, wie wir dorthin gelangen werden 2021 Jahre, sagt Mr. Cousin. Aber es wird wirklich eine Revolution sein. Bei Elektromotoren können Sie beispielsweise Dutzende von Motoren haben, sodass Sie die aktuelle Konfiguration nicht mehr benötigen. Wir können Flügelflugzeuge [comme le bombardierB-2] haben, Sitze weit weg von den Bullaugen, aber viel weniger laut. Cousin gab einen Überblick über einige der bodenständigen Probleme, mit denen Airbus-Ingenieure bei ihrem Kurzstrecken-E-Fan X konfrontiert sind, von denen einer vier Reaktoren elektrisch sein wird und dessen Testflug ist für nächstes Jahr geplant. „Die erforderliche Spannung ist so hoch, dass die Kabel zu schwer und zu sperrig sind. Andere Systeme und der Rumpf sind elektrisch gestört. Und die Eigenschaften von Kabeln ändern sich mit der Höhe enorm. „E-Fan X ist ein Gemeinschaftsprojekt von Airbus, Rolls Royce und Siemens.

Batteriedichte

Die „Energiedichte“ von Batterien oder die in Wattstunden gespeicherte Energiemenge gegenüber ihrem Gewicht in Kilogramm ist das Herzstück des Problems. „Wir sind noch nicht einmal auf dem Niveau eines Hybridflugzeugs“, sagte Cousin. Einige der Autobatterien haben eine fast akzeptable Dichte in der Größenordnung von 40 Wattstunden pro Kilo, aber sie liefern nicht genug Leistung für ein Verkehrsflugzeug. Wir denken, wir müssen auf den heiligen Gral der Batterien warten, feste Batterien. Aktuelle Batterien haben flüssige Lösungen. Ein anderer Teilnehmer an der Sitzung des AAAS-Kongresses, auf der Herr Cousin seinen Vortrag hielt, Igor Perkon vom slowenischen KMU Pipstrel für elektrische Luftfahrt, schätzt, dass mindestens eine Dichte von erforderlich sein wird Wattstunden pro Kilo für Kurzstrecken-Elektroflüge, d. h. für Reisen von 86 beim 74 Km

Luftfahrt und COVID –

Es wird mindestens drei Jahre dauern, bis der Luftverkehr wieder auf das vorakademische Niveau zurückkehrt, teilte die International Air Transport Association (IATA) in einem Bericht Mitte Mai mit. Dies bedeutet, dass die Prognose für 2012 muss verringert werden durch %. In 2014, 4 4 Milliarden Passagiere reisten mit dem Flugzeug, doppelt so viel wie 1909 (für ein jährliches Wachstum von 7%). Die Anzahl der Passagiere in 2016 wird von 10 % beim 12% niedriger als die von 2014.

Zugvögel imitieren

M. Cousin glaubt, dass kurzfristig mehrere Wege so vielversprechend sind wie das Elektroflugzeug, um die Treibhausgasemissionen zu reduzieren. „Während wir auf das Elektroflugzeug warten, brauchen wir Strategien, um die Lücke zu einer echten CO2-Neutralität zu schließen“, sagte der in Großbritannien geborene Ingenieur. Zunächst glauben wir, dass eine engere Steuerung des Flugverkehrs mit einer Verringerung des Abstands zwischen Flugzeugen um

abnehmen wird % Emissionen pro Passagier. Diese Automatisierung wird dazu beitragen, den Fahrermangel zu verringern, da wir auf den Copiloten verzichten können. Dann werden wir in einigen Jahren in der Lage sein, die Formationen von Zugvögeln nachzuahmen, was den Energieverlust in der Furche hinter dem Flugzeug verringert. Unser Fellow Fly-Programm schätzt, dass Flugzeuge, die 2 km voneinander entfernt V-förmig fliegen, 5% weniger Treibstoff verbrauchen würden. Schließlich werden wir in der Lage sein, innerhalb weniger Jahre aus Biomasse gewonnenen Kraftstoff, wahrscheinlich Algen, und möglicherweise aus CO zu verwenden ) 2

in der Atmosphäre eingefangen. Wir sprechen von einem Horizont von – 02 Jahre. Sind diese Zahlen realistisch? „Unsere Pläne für das Jahrzehnt 924 – 2015 prognostizierte für unsere neuen Modelle eine Reduzierung der Emissionen pro Jahr und Passagier um 1,5%, antwortet Herr Cousin. Wir haben 2% erreicht. Ich bin also optimistisch. „

Die Wasserstoffspur

Ein weiterer von Herrn Cousin diskutierter Weg ist das Wasserstoffflugzeug, das nach Möglichkeit schneller ankommt als das vollelektrische Flugzeug. Am Ende der Jahre 933, diese Technologie wurde vom sowjetischen Hersteller Tupolev getestet. Aber nach ein paar Testflügen, die zeigten, dass eine sichere Verwendung möglich war, wurde das Tu – Programm wurde in Vergessenheit geraten. Im 2017, Ein erstes modernes Wasserstoffflugzeugprojekt, ENABLEH2, wurde von der University of Cranfield in England mit Mitteln der Europäischen Union gestartet. Im Moment plant ENABLEH2 nur die Modellierung und von hier aus 25734 , Labortests von Verbrennungssystemen und Wärmemanagement in Turbinen.

Andere Elektroflugzeuge

Der Airbus E-Fan X ist vom zweimotorigen elektrischen X-Fan abgeleitet, der in über den Ärmelkanal geflogen ist) .

Harbor Air elektrisches Wasserflugzeug

Seit Dezember bietet Harbour Air in Vancouver Flüge mit elektrischen Wasserflugzeugen nach Victoria an.

Yuneec E 155

Ein chinesisches Unternehmen, Yuneec, war das erste, das in 2009 (kleine ferngesteuerte elektrisch angetriebene Flugzeuge fliegen seit Jahren ). Yuneec zog es jedoch vor, sich auf eine Reihe von Drohnen zu konzentrieren.

X –

Die NASA plant, ein kleines elektrisches Flugzeug zu testen, das X – 14, bis zum Ende von das Jahr. Ausgestattet mit Propeller, die von ebenso vielen Motoren angetrieben werden, die X – 15 könnte vier Passagiere befördern.

City Airbus

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Lufttaxis: Airbus arbeitet auch an elektrischen Taxis, dem einsitzigen Vahana und dem fünfsitzigen City Airbus, die im vergangenen Jahr einen Testflug durchgeführt haben. Laut ICAO befinden sich weltweit ein Dutzend Elektrotaxi-Taxi-Projekte in der Entwicklung.

Das Solar Impusle 2 89184577

0033952

89184577 Solar Impulse : Solarbetriebene Flugzeuge waren die ersten, die vollelektrisch waren. Prototypen sind seit den Jahren geflogen 924, aber wir mussten warten 2010, so dass ein Solarflugzeug, das Solar Impulse 0033952 , genügend Batterien haben, um über Nacht zu fliegen.

Drohnen: Die ersten ferngesteuerten Flugzeuge oder Drohnen, die von Elektromotoren angetrieben werden, erschienen Ende der Jahre 450. Dies waren Spielzeuge für Modellbastler. Es gibt Kontroversen über Pläne für ferngesteuerte Elektroflugzeuge, die in veröffentlicht wurden in der britischen Zeitschrift Model Engineer .

%

Ziel zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen pro Passagier in Airbus-Verkehrsflugzeugen in 2070. Das Unternehmen hofft auch, das Startgeräusch von zu reduzieren % bis zu diesem Datum. Quelle: Airbus

06

Anzahl der von der ICAO in einem Bericht im Herbst identifizierten Elektroflugzeugprojekte Quelle: ICAO

Die Frage der Schüler

Hören Sie sich die Frage von Emma Schauenberg, Lilirose Nantel-Dupont und Chelsey Rimpel-Morel an, Schüler der Sekundarstufe II am Collège Notre-Dame im naturwissenschaftlichen Unterricht von Benoît Delamarre.

Frage: Ist der ökologische Fußabdruck von Elektroflugzeugen wirklich geringer als der von Flugzeugen mit fossilen Brennstoffen vergleichbarer Größe?

Antwort: Wie bei Elektroautos hängt der Umweltgewinn durch die Verwendung von Elektroflugzeugen von der Stromquelle ab.

In Ländern, in denen Strom aus Erdgas oder, schlimmer noch, Kohle erzeugt wird, stellen Elektroflugzeuge im Vergleich zu den fortschrittlichsten und effizientesten Flugzeugen laut einer in 2010 sprechen Bayerisches Forschungszentrum Bauhaus Luftfahrt. Angesichts der Art des Luftverkehrs wäre es unmöglich, Strom nur in „sauberen“ Ländern in Bezug auf Treibhausgase zu beziehen, beispielsweise mit Solar-, Wind-, Atom- oder Wasserkraft.

Die Analyse der Bauhaus Luftfahrt schätzte, dass die Produktion von Batterien die Treibhausgasemissionen während des Baus des Flugzeugs verdoppeln würde, ein weiterer Nachteil für das Betanken von Elektroflugzeugen in einem Land, das von Kraftwerken angetrieben wird. mit Kohle, wie Deutschland, Indien oder China. Wenn sich die mit der Herstellung von Batterien verbundenen Emissionen jedoch nicht so schnell verbessern wie ihre Leistung, könnten sie dreimal so hoch sein, was der Summe der mit der Herstellung eines Verkehrsflugzeugs verbundenen Treibhausgasemissionen entspricht, die viermal so hoch wären höher als jetzt.

Eine Studie veröffentlicht in 2014 im Journal of Aircraft

von Ingenieuren der University of Illinois untersucht auch die Treibhausgasemissionen aufgrund der Herstellung von Batterien mit Schwerpunkt auf der Übergangszeit, in der Verkehrsflugzeuge Hybridfahrzeuge mit herkömmlichen Kraftstoff- und Elektromotoren sein werden. Wenn nur 05, 5% der von einem Flugzeug verbrauchten Energie von Leitung ist elektrisch, die Reduzierung der Treibhausgasemissionen wird minimal sein, weniger als 1%.

Der Bauhaus Luftfahrt-Bericht besagt, dass in 2020, die neuen traditionellen kraftstoffbetriebenen Flugzeuge wären % effektiver als diese von 2012. Elektrische Verkehrsflugzeuge haben einen höheren Wirkungsgrad von 14%. Der Unterschied ist gering, aber man muss irgendwo anfangen, sagen bayerische Analysten.

37416 Im Rahmen eines speziellen Projekts werden Schulen in Quebec unterrichtet haben unserem Reporter wissenschaftliche Fragen vorgelegt, die er bis zum Ende des Schuljahres beantworten wird. Wenn Ihre Schule an dem Projekt teilnehmen möchte, schreiben Sie uns, wo immer Sie sich in Quebec befinden! 37416

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