Rào cản chính: Làm thế nào để cải thiện tầm hoạt động của máy bay điện?

Rào cản chính: Làm thế nào để cải thiện tầm hoạt động của máy bay điện?

    Với mối quan tâm ngày càng tăng trong việc giảm thiểu lượng khí thải carbon trong ngành hàng không, các công ty lớn và nhỏ đều mong muốn phát triển máy bay điện . Các nhà sản xuất máy bay hướng đến việc cung cấp một phương thức vận chuyển bền vững trong tương lai cho hành khách và hàng hóa với lượng khí thải carbon bằng không .

    Nhiệm vụ khử cacbon của ngành đòi hỏi phải sử dụng nhiều công nghệ khác nhau. Chúng bao gồm những cải tiến đáng kể về cơ sở hạ tầng và hoạt động, sử dụng nhiên liệu hàng không bền vững ( SAF ) và sử dụng các công nghệ năng lượng song song.

    Những tiến bộ hiện tại trong nghiên cứu máy bay điện đã mở ra cánh cửa cho những chiếc máy bay nhỏ do con người điều khiển . Một trong những thách thức của máy bay điện chạy bằng pin là phạm vi ngắn gọn của nó. Cần có hàng nghìn kg pin để đạt được phạm vi bay đáng kể nhằm đáp ứng nhu cầu hành khách và hàng hóa giữa hai địa điểm.

    Máy bay lai điện


    Máy bay điện hybrid cung cấp một giải pháp tương đối khả thi khi đạt được phạm vi đáng kể đồng thời giảm thiểu lượng khí thải carbon. Trong một chiếc máy bay điện hybrid, các bộ pin cung cấp năng lượng cho động cơ điện và một máy phát động cơ đốt trong cung cấp năng lượng bằng cách đốt cháy nhiên liệu.

    Ảnh: Bay

    Không giống như động cơ tua-bin khí truyền thống, trong đó lực đẩy đến từ khí thải, một phần đáng kể lực đẩy của xe hybrid đến từ động cơ điện. Nhãn “công nghệ lai” thường bị sử dụng sai khi chỉ thu được một lượng điện năng nhỏ từ động cơ điện.

    Ví dụ, ngay cả khi máy phát khởi động của động cơ được sử dụng để cấp nguồn cho hệ thống điện, về mặt kỹ thuật, nó sử dụng công nghệ hybrid. Nhưng một chiếc máy bay lai thực sự là nơi một động cơ điện tham gia chủ yếu vào việc cung cấp năng lượng cho bộ phận tạo lực đẩy, cánh quạt hoặc quạt.

    Hệ thống lai nối tiếp


    Một hệ thống hybrid nối tiếp dựa trên các bộ pin có phạm vi hoạt động hạn chế. Thời gian bay hoặc độ bền của máy bay thường xác định khoảng cách mà nó có thể bay. Các hệ thống dựa trên pin được giới hạn trong một phạm vi cụ thể có thể yêu cầu các gói "mở rộng phạm vi" để cải thiện.

    Ảnh: Air Canada

    Không giống như động cơ tua-bin khí đốt nhiên liệu trong suốt chuyến bay, khiến trọng lượng tổng thể trở nên năng động, trọng lượng của bộ pin không đổi, giới hạn tổng phạm vi hoạt động. Để mở rộng phạm vi hoạt động của máy bay điện, hệ thống hybrid thường trở nên nặng hơn, phức tạp hơn và thường không hiệu quả.

    Hệ thống lai song song


    Những thách thức liên quan đến trọng lượng này trong các hệ thống hybrid nối tiếp thường khiến việc cải thiện phạm vi hoạt động trở nên vô cùng khó khăn. Do đó, các nhà sản xuất máy bay hybrid thường giải quyết các hệ thống hybrid song song. Hệ thống hybrid song song cho phép động cơ tua-bin khí truyền thống cung cấp năng lượng (ở một mức độ nào đó) song song với động cơ điện được cung cấp bởi hệ thống pin. Theo Airbus,

    Trong cấu hình lai, máy bay sử dụng một số nguồn năng lượng trong chuyến bay, song song hoặc luân phiên. Sự kết hợp của các nguồn năng lượng - nhiên liệu máy bay hoặc nhiên liệu hàng không bền vững với điện - cho phép chúng tôi tối ưu hóa hiệu suất năng lượng tổng thể và giảm mức tiêu thụ nhiên liệu.

    Năng lượng song song bởi các nguồn thông thường (chẳng hạn như động cơ tua-bin khí thu nhỏ) thường được cung cấp trong các yêu cầu năng lượng cao khi cất cánh và lấy độ cao. Trong điều kiện hành trình, tuabin khí tạo ra năng lượng cho quạt/cánh quạt. Một động cơ khởi động tích hợp mở rộng cũng hỗ trợ tuabin khí trong điều kiện nguồn điện tạm thời. Mặc dù sử dụng nhiều công nghệ năng lượng có thể không đạt được mục tiêu không phát thải, nhưng hệ thống này đã cải thiện đáng kể phạm vi hoạt động của máy bay.

    Zalo
    Hotline