science >> Wetenschap > >> Natuur

Hoe elektrische vliegtuigen werken

De piloot van de Oxyride Dry Cell Manned Aircraft controleert 160 Oxyride-batterijen voorafgaand aan de eerste vlucht van het vliegtuig op de luchthaven van Honda op 16 juli, 2006 in Saitama, Japan. Het voertuig was het eerste bemande vliegtuig dat uitsluitend werd aangedreven door 160 AA-batterijen. Koichi Kamoshida/Getty Images Nieuws/Getty Images

Hoewel de elektrische auto er nog steeds niet in is geslaagd om zijn benzineslurpende tegenhanger te overtreffen, de voordelen ervan blijven resoneren met chauffeurs over de hele wereld. Stel je voor dat je langs een schilderachtige snelweg rijdt zonder de schuld van hoge CO2-uitstoot of de financiële prikkel van de laatste keer tanken. Hoeveel stiller zou de wereld zijn zonder het gas en het gekreun van talloze rookspuwende motoren?

onvermijdelijk, deze innovaties draaien onze ogen naar de hemel. Meer dan ooit, de condenssporen van luchtverkeer weven patronen door de lucht, maar waar zijn de elektrische vliegtuigen? Hoewel je niet snel een "vliegende elektrische" optie op de luchthaven zou moeten verwachten, elektrisch aangedreven vliegtuigen bestaan niet alleen, maar de technologie blijft zich in een bemoedigend tempo ontwikkelen.

Elektrische vliegtuigen en elektrische auto's delen enkele van dezelfde uitdagingen. Hoe produceer je het gewenste vermogen zonder verbrandingsmotor? Hoe voorkom je dat het voertuig te zwaar wordt met te veel accu's? Dan is er nog de hele kwestie van het behalen van maximale kilometers zonder kilometers aan stroomkabel achter u aan te laten lopen. Neem deze zorgen mee de wolken in en het overwinnen ervan maakt vaak het verschil tussen stijgen en dalen.

Natuurlijk, men kan prima vliegen zonder een aangedreven motor. Vogels doen het al miljoenen jaren en de eerste menselijke vluchtsuccessen waren allemaal niet-aangedreven. De Fransen Albert en Gaston Tissandier namen in 1883 de eerste elektrisch aangedreven vlucht ter wereld, aan boord van een luchtschip naar eigen ontwerp.

Vanaf dat moment, verschillende elektrische vliegtuigen hebben de blauwdrukken van ontwerpers gesierd - en veel zijn zelfs de lucht in gegaan. In dit artikel, we zullen kijken naar de belangrijkste benaderingen voor het aandrijven van een elektrisch vliegtuig en ontdekken waar de technologie naartoe gaat.

Hoe het elektrische vliegtuig te vliegen

Blijkbaar, een elektrisch vliegtuig heeft sap nodig als het gaat vliegen - en dat is de grote uitdaging. Hoe voorzie je een vliegtuig van voldoende elektriciteit om het van stroom te voorzien zonder het te zwaar te maken? Dat is het echte voordeel van brandstof:over het algemeen een elektrische batterij kan gewoon niet zoveel stroom leveren als zijn gewicht in benzine kan produceren. Nog altijd, het heeft ontwerpers er niet van weerhouden het te proberen. Dit zijn de drie basisvarianten van elektrische vliegtuigen:

Werkt op batterijen :Dit ontwerp houdt in dat het vliegtuig wordt aangesloten op de juiste voeding aan boord van de batterij. Naast het spelen van een rol in de eerste elektrisch aangedreven vluchten van de late 19e eeuw, batterijen blijven veel van de radiografisch bestuurbare vliegtuigen aandrijven die tegenwoordig door hobbyisten worden gebruikt. Deze twee feiten staan niet los van elkaar:het is veel gemakkelijker om batterijen te gebruiken in een kleine, onbemand vliegtuig of een door hete lucht opgetild luchtschip. Omdat batterijen veel gewicht in een vliegtuig brengen, de realiteit van een bestuurd batterij-aangedreven vliegtuig moest wachten tot de brandstofceltechnologie voldoende gevorderd was. Op 16 juli vond de eerste bemande vlucht op batterijen plaats. 2006, toen studenten van het Tokyo Institute of Technology een licht vliegtuig lanceerden dat werd aangedreven door 160 AA-batterijen [bron:BBC News].

Op zonne-energie :Om het probleem van het batterijgewicht aan te pakken, ontwerpers in de jaren 70 gingen de lucht in met zonne-energie. Deze vliegtuigen waren niet alleen afhankelijk van batterijvermogen, maar gebruikte het in plaats daarvan in combinatie met de eindeloos hernieuwbare hulpbron van de zon. Echter, de hoeveelheid energie van zonnestraling is nog steeds vrij klein vergeleken met een gallon vliegtuigbrandstof, waardoor zonnevliegtuigen zowel langzaam als licht zijn. Het belangrijkste voordeel is dat ze kunnen, in theorie, jarenlang in de lucht blijven -- hetzij als onbemand, laagvliegende satellieten of vastgebonden aan de grond als vliegers. Voor meer informatie, lees Hoe zonnevliegtuigen werken.

Draadloze krachtoverbrenging :Een andere methode om stroom te leveren aan een elektrisch vliegtuig is: kracht stralend of draadloze krachtoverbrenging (WPT) Deze technologie omvat het gebruik van een op de grond gebaseerde laser- of microgolfzender om energie door de lucht naar een met een ontvanger uitgerust vliegtuig te sturen. Microwave Power Transmission (MPT) werd voor het eerst gebruikt in 1964 om een miniatuurhelikopter aan te drijven - en maar liefst 10 uur [bron:Dickinson]. In 2002, NASA-onderzoekers hebben met succes het gebruik van schijnwerpers en laserstralen gedemonstreerd om kleine, onbemand zonnevaartuig met de nodige energie. Terwijl het onderzoek naar deze technologie doorgaat, wetenschappers geloven dat het op een dag mogelijk zal zijn om vliegtuigen met zonne-energie in bepaalde gebieden door de nacht te laten vliegen. Voor meer informatie, lees Hoe draadloze stroom werkt.

Regeneratieve stijgende theorie

Hoewel het idee om windenergie te gebruiken om de batterijen van een elektrisch vliegtuig op te laden in het begin misschien een beetje dwaas klinkt, er zijn eigenlijk enkele goede theorieën over regeneratief stijgen . Door deze, een elektrische, propelleraangedreven vliegtuig zou afhangen van opwaartse stroming en het momentum van de laatste afdaling van het vliegtuig om zijn bladen te laten draaien en elektriciteit op te wekken op dezelfde manier als een windturbine.