¿Cómo se puede aumentar el peso máximo de aterrizaje para compensar el peso muerto de las baterías en un avión totalmente eléctrico?

Answer 1

Bueno, su pregunta deja MUCHA información abierta. Primero, ¿estamos hablando de un Cub completamente eléctrico?

… O estás intentando volar un avión comercial usando solo electricidad?

Estas son dos proposiciones MUY diferentes. En el primero, puede suponer que el motor eléctrico en sí (Siemens SP260D, por ejemplo) tendría aproximadamente la mitad del peso de un motor de gasolina similar (50 kg frente a 100 kg), que le compra baterías de 50 kg. Y no llevaría gasolina consigo, lo que ahorra otros 100 kg (aproximadamente 40 galones de gasolina). Entonces, es bastante fácil sus primeros 150 kg, y teniendo en cuenta que un sistema de batería Tesla pesa alrededor de 500 kg, si puede vivir con aproximadamente 1/3 del potencial de batería de Tesla, básicamente está allí. ¿Sería de largo alcance? No. ¿Sería barato o fácil de hacer? No. Pero sería genial.

¿El segundo? De ninguna manera. Al menos no con nuestra tecnología actual de batería y motor eléctrico. Todo debería ser órdenes de magnitud más eficientes para que suceda. Y tendríamos que mejorar mucho más en la producción de electricidad antes de comenzar a convertir las decenas de miles de aviones a energía totalmente eléctrica.

Answer 2

Es un poco un escenario de captura 22 con nuestra tecnología actual.

Un avión eléctrico necesitará un montón de baterías. Las baterías actuales simplemente no pueden cortarlo, incluso las de iones de litio.

Más baterías equivalen a más peso, lo que necesitará conjuntos de tren de aterrizaje de mayor resistencia y estructura central. Esto aumenta el peso aún más, lo que resulta en la necesidad de un motor de mayor potencia y mejores alas aerodinámicas para aumentar la sustentación.

Por lo tanto, el peso sigue aumentando, los requisitos de potencia para los motores siguen aumentando, la resistencia de la estructura y, por lo tanto, el peso sigue aumentando (a menos que usen titanio o mejor, entonces no será tan malo) y estás atrapado en un bucle infinito.

Necesitamos baterías con una mejor relación rendimiento / peso antes de poder considerar grandes aviones eléctricos comerciales.

Las naves más pequeñas no deberían enfrentar un problema tan grande debido a su tamaño y misión, es posible que puedas realizar un jet privado totalmente eléctrico, pero costará mucho más que los modelos estándar actuales.

Answer 3

El peso máximo de aterrizaje se puede aumentar reforzando el tren de aterrizaje y la estructura de soporte. Estoy volando ATR 72. El peso máximo de aterrizaje en las últimas versiones es de 22,500 kg, 22,800 kg o 23,000 kg, dependiendo de la modificación del tren de aterrizaje.

Las baterías aún son demasiado pesadas para ser comercialmente viables en los aviones. Para un peso dado tendrán que ser al menos cinco veces más efectivos. Las baterías son caras de producir. También necesitan tiempo para recargarse, lo cual es un obstáculo durante las vueltas cortas.

Creo que el poder del hidrógeno es el camino a seguir. Algunos fabricantes de automóviles ya están produciendo automóviles impulsados ​​por celdas de combustible. La mayor desventaja es que el hidrógeno requiere tanques presurizados, que no caben dentro de las alas.

Answer 4

Cómo…. mediante la contratación o consulta de un ingeniero aeroespacial. Ese es su trabajo. No es peso muerto tampoco. Todos los aviones (todos los tipos, planeadores, turbinas, pistones, eléctricos, etc.) tienen lo que se conoce como peso bruto bruto. Este es el peso de la aeronave antes de agregar combustible, carga, pasajeros y accesorios o tiendas a la aeronave. A partir de ese momento, se establece un parámetro para la cantidad de peso que se puede asignar para estos requisitos. Debido a que las baterías son una parte integral de la aeronave, las baterías serían parte de la cifra calculada del peso bruto vacío. Y dado que no se requeriría combustible, no se requieren cálculos adicionales.

Los ingenieros exploran opciones para una aeronave para el peso bruto vacío y el peso bruto máximo con un diseño de ala que puede manejar estos parámetros junto con el alcance deseado de la aeronave (o posible para una capacidad de planta de energía dada) y llegar a un diseño general.

Los ingenieros no adaptan un plan de diseño, se preparan en el tablero de dibujo. Entonces, si se conoce el peso bruto máximo de despegue y aterrizaje de la aeronave, el tren de aterrizaje correcto (y su peso asociado) se calcula como parte de la ecuación, antes de que se complete el diseño estructural.

¡Que tengas un buen vuelo!

Answer 5

En este momento, el tren de aterrizaje y la fuerza del fuselaje deben aumentarse … Creo que para un 747–8 calculé que la diferencia de peso podría ser de 400,000 libras entre el despegue y el aterrizaje. Eso es una pérdida de capacidad de carga de 400,000 lbs. SI LAS BATERÍAS TENÍAN LA MISMA DENSIDAD DE ENERGÍA QUE EL COMBUSTIBLE JET, a las cuales realmente aún no están cerca.

Suponiendo que las baterías llegaron a la misma densidad, que perdió 400,000 libras es un problema, y ​​el peso adicional si el tren de aterrizaje y el fuselaje son más resistentes. El peso del avión subiría en una espiral tonta de aumento del peso del avión para transportar las baterías, lo que aumentaría las baterías necesarias, lo que haría que el peso del avión aumentara …

Answer 6

Tren de aterrizaje reforzado y estructuras internas para transportar la carga. Las baterías deben ser ~ 5 veces mejores que hoy para tener una paridad aproximada de costo para competir con los turbopropulsores regionales.

Answer 7

Una respuesta obvia sería dejar caer las baterías con un paracaídas, luego aterrizar el avión como un planeador.