Norge skal bli først og størst på elektrisk luftfart

[Trestein]

 

Nok et utspill fra Avinor som fører til at realistisk teknologi for utslippsfrie (CO2) fly settes til siden i vent på noe som kanskje aldri kommer (fly med batterier) eller i beste fall kommer om flere tiår.

 

Etter min mening bør en straks utvikle fly som går på flytende hydrogen og drives med dagens turbofanmotorer. Basert på faststoffbatterier bør også hybridfly snarest mulig utvikles (som Airbus/Siemens/Rolls-Royce e-Fan X). Men rene elfly med over to timers flytid (et minimum av sikkerhetsgrunner) er nok i det minste flere tiår frem til.

En har prøvd å fly rundt med hydrogen før. Du vil aldri se meg ombord på det flyet. Ikke i nærheten av det en gang.

 

Er det challenger du tenker på? Bra akselerasjon så lenge det varte.

[Sturle S]

En Boeing 737 fullastet med batterier (22 tonn med Teslabatterier, ca 3700 kWh) og elfan ville kunne dra flyet opp til 5.000 meters høyde og da var batteriet tomt! Tettheten må økes fem ganger og da er vi kanskje nærmere år 2050?

Eg vonar du veit at du no gjer ein haug heilt meiningslause føresetnader?

 

Elfanmotorer vil i stor grad tilsvare turbofanmotorer (og takk for det, masse effekt per kg for elmotorer) og det er ikke å vente at et elfly vil være særlig mer effekt enn for eksempel et Bombardier CS 300-fly, som er bygget i karbonfiber og ganske nylig satt i trafikk. Ellers så vil jeg gjerne tro at nye fly (elfly) er mirakuløst mye bedre enn dagens!

Legg merke til dette frå artikkelen:

– Elektrifisering av fly med vinger åpner mange nye designmuligheter. I stedet for å ha to store motorer under vingene kan vi ha mange små motorer på oversiden av vingene. Mange små er mye billigere enn to store og de vil gi økt lufthastighet over vingene og bidra til mer løft og kortere takeoff. Vi kan også eliminere flaps fordi vi kan bremse med propellene og gjenvinne energi i stedet for å varme opp lufta. Jeg tror vi kan spare mer enn ti prosent energi på denne måten, sier Llewellyn.

Eg trur ikkje elflya som kjem om ti år liknar mykje på dagens fly. Sjå på Lilium, til dømes. Eigenskapane til elmotorar opnar for mykje større fridom i utforminga av flya. Sjølv med vanlege fly er det ikkje uvanleg å forbetre verknadsgrada med 10-20% frå ein generasjon til neste, og då berre med veldig små justeringar.

 

Større fly er på vei ja, som glansede animasjoner så langt! Da jeg synes dette er svært interessant har jeg skannet hele Internett gjentakende ganger for å holde meg oppdatert. Dersom du med større fly mener hybrider, så kan jeg følge deg. Men ikke som rene elfly.

Elektriske fly kjem til å starte i det små, ja. Det kjem til å ta ein del år før all trafikken på kortbanenettet er elektrifisert, og enno lengre tid før all flytrafikk er elektrifisert. Det kjem nok til å ta meir enn 10 år før vi ser elektriske fly med plass til meir enn 19 passasjerar i vanleg trafikk. På grunn av lågare kostnadar, både til drivstoff og vedlikehald, kan det likevel løne seg med mindre fly.

[G]

Nå kan jo noen finne opp igjen trådløs overføring av elektrisitet så slipper vi kanskje tunge batterier på fly også.

 

Du mener at alle fly skulle bære et Wardenclyffe Tower på ryggen da, eller noe sånn?

 

https://en.wikipedia.org/wiki/Wardenclyffe_Tower

[Kjetil Kjernsmo]

Sovjetunionen lagde faktisk eit stort passasjerfly som kunne gå på flytande hydrogen eller LNG ein gong på 1960-talet. Hydrogentanken tok over halve flykabinen. Problemet med hydrogen er det enorme volumet det tek. (Og når du nemner "sikkerhetsgrunner"...)

 

 

 

Det var en god del seinere, utpå 80-tallet. Det var en modifisert Tu-154: https://en.wikipedia.org/wiki/Tupolev_Tu-155 Det var Sovjetunionens fall som satte stopper for prosjektet, men man fikk mye erfaring med 100 flyginger. Det spørs om ikke denne erfaringen er det som gjør at man ikke har gått videre med dette.

[Nautica]

Alle faktorene er proporsjonal negative for og kunne elektrifisere luftfarten.

 

Flere passasjerer = mere egenvekt

Større fly = mere batterier/vekt, større miljø-innvirking/fotavtrykk

Mindre fly = flere fly

Flere fly = større miljø-innvirking/fotavtrykk

Mindre fly = Kortere distanser

Kortere distanser = flere fly/lengre brukt tid

Flere fly/kortere distanser = flere rullebaner

Flere rullebaner = mindre dyrket mark, etc. etc.

 

Så det er mange hindringer som skal forsees før man kan kalle elektriske fly miljøvennlige, i dets hele levetid.

 

Det fornuftige er å bruke luftskip hvis man ønsker og ta hensyn til miljøet, men problemet i dag er at ingen ønsker og bruke dager på en tur som med fly bare tar noen timer. eller med seilskip som har de samme problemene angående tidsforbruk.

Endret 20. mai 2018 av Nautica

[Twinflower]

 

 

Mange dager tar det å lade et stort passasjerfly sånn ca?

Hurtiglading av eit litiumbatteri frå 0% til nesten fullt tek ca 1 time, avhengig av kjemi og temperatur. Det er heilt uavhengig av batterikapasiteten.

 

(Dersom det er mindre enn optimalt effekt tilgjengeleg, tek det sjølvsagt lengre tid.)

Utenom et par atomreaktorer, hva slags strømkilde lader et passasjerfly på en time?

Hva med ferdig oppladede batteripakker på flyplassen? De kan lade når det ikke er fly på gaten og dumpe ut effekt når flyene kommer. Kapasiteten i MW er kun begrenset av antall parallellkoblede pakker/omformere/kabler og kan skaleres så høyt man vil.

[Simen1]

Hva med flytende kjemisk ladd elektrolyttvæske som byttes ut mellom flyginger...

Nå er ikke den teknologien helt moden ennå, men sånn det ser ut nå så er høyere energitetthet den største fordelen og høyere brannfare den største ulempen.

 

Det finst fleire elektriske småfly, ein- og tosetarar, med over to timars flytid. Større fly er på veg.

En Boeing 737 fullastet med batterier (22 tonn med Teslabatterier, ca 3700 kWh) og elfan ville kunne dra flyet opp til 5.000 meters høyde og da var batteriet tomt! Tettheten må økes fem ganger og da er vi kanskje nærmere år 2050

Nå synes jeg du setter det alt for langt ute på spissen, bare for å latterliggjøre Sturle S. Større fly enn 1-2 setere er ikke det samme som at elektriske Boeing 737 er rett rundt hjørnet. Det var aldri påstanden. Større enn 1-2 setere kan være for eksempel 3-4 setere, og de er nok rett rundt hjørnet.

 

Elfly kommer til å bli brukt til typiske småflyoppdrag det nærmeste tiåret: Observere skogbranner, rekognosering av ulendt terreng, trekke opp seilfly og fallskjermhoppere, opplæring av piloter i landeteknikk/letting, flyfoto, flytaxi mellom øyer og tettsteder der det mangler veier.

 

Elfly kommer ikke til å tilby hundrevis av seter på turistklasse halve jorda rundt i overskuelig framtid.

[Ketill Jacobsen]

 

En Boeing 737 fullastet med batterier (22 tonn med Teslabatterier, ca 3700 kWh) og elfan ville kunne dra flyet opp til 5.000 meters høyde og da var batteriet tomt! Tettheten må økes fem ganger og da er vi kanskje nærmere år 2050?

Eg vonar du veit at du no gjer ein haug heilt meiningslause føresetnader?

 

Elfanmotorer vil i stor grad tilsvare turbofanmotorer (og takk for det, masse effekt per kg for elmotorer) og det er ikke å vente at et elfly vil være særlig mer effekt enn for eksempel et Bombardier CS 300-fly, som er bygget i karbonfiber og ganske nylig satt i trafikk. Ellers så vil jeg gjerne tro at nye fly (elfly) er mirakuløst mye bedre enn dagens!

Legg merke til dette frå artikkelen:

– Elektrifisering av fly med vinger åpner mange nye designmuligheter. I stedet for å ha to store motorer under vingene kan vi ha mange små motorer på oversiden av vingene. Mange små er mye billigere enn to store og de vil gi økt lufthastighet over vingene og bidra til mer løft og kortere takeoff. Vi kan også eliminere flaps fordi vi kan bremse med propellene og gjenvinne energi i stedet for å varme opp lufta. Jeg tror vi kan spare mer enn ti prosent energi på denne måten, sier Llewellyn.

Eg trur ikkje elflya som kjem om ti år liknar mykje på dagens fly. Sjå på Lilium, til dømes. Eigenskapane til elmotorar opnar for mykje større fridom i utforminga av flya. Sjølv med vanlege fly er det ikkje uvanleg å forbetre verknadsgrada med 10-20% frå ein generasjon til neste, og då berre med veldig små justeringar.

 

Større fly er på vei ja, som glansede animasjoner så langt! Da jeg synes dette er svært interessant har jeg skannet hele Internett gjentakende ganger for å holde meg oppdatert. Dersom du med større fly mener hybrider, så kan jeg følge deg. Men ikke som rene elfly.

Elektriske fly kjem til å starte i det små, ja. Det kjem til å ta ein del år før all trafikken på kortbanenettet er elektrifisert, og enno lengre tid før all flytrafikk er elektrifisert. Det kjem nok til å ta meir enn 10 år før vi ser elektriske fly med plass til meir enn 19 passasjerar i vanleg trafikk. På grunn av lågare kostnadar, både til drivstoff og vedlikehald, kan det likevel løne seg med mindre fly.

Jeg bruker Boeing 737 som eksempel fordi jeg har tall for den (31.000 kW ved avgang, 11.0000 kW ved marsjfart, 26.000 liter/22 tonn jetfuel etc.).

 

Skal man snakke om passajerfly så kan en se på Widerøe og dets operasjoner som et ideelt stede å starte med elfly. Disse flyene har minimum førti seter (nær 40).

 

Som privat/sport/taxifly har jeg tro på VTOL-fly som Lilium og liknende fly, men disse er for kortdistanse og manglende flytid oppveies av deres mulighet til å lande overalt

 

Straks en skal ha mange passasjerer (mer enn førti) og litt avstand, må en ha fly med høy hastighet og som må gå over været. Da er en tilbake til mer konvensjonelle utforminger av fly. Selv om man skulle kunne redusere energibehovet med 30% for eksempel, så er fortsatt kravet til batterier med mye større tetthet overveldende.

[Sturle S]

 

 

En Boeing 737 fullastet med batterier (22 tonn med Teslabatterier, ca 3700 kWh) og elfan ville kunne dra flyet opp til 5.000 meters høyde og da var batteriet tomt! Tettheten må økes fem ganger og da er vi kanskje nærmere år 2050?

Eg vonar du veit at du no gjer ein haug heilt meiningslause føresetnader?

Jeg bruker Boeing 737 som eksempel fordi jeg har tall for den (31.000 kW ved avgang, 11.0000 kW ved marsjfart, 26.000 liter/22 tonn jetfuel etc.).

1. Teslabatteri er ikkje optimalisert for luftfart. Vekt er ikkje veldig viktig for eit bilbatteri, men er kanskje det viktigaste for eit flybatteri.

2. Boeing 737 er ikkje optimalisert for elektrisk drift. Tvert imot.

3. Boeing 737 er mykje større enn flya som landar på norske kortbaneflyplassar..

4. Boeing 737 har mykje større rekkjevidde enn vi treng til det aller meste av innanlands rutetrafikk (og dei mest trafikkerte rutene i Europa).

 

Problemet når folk diskuterer elektrisk luftfart er det same som dei som hevdar at det ikkje er mogeleg å leggje om til elektrisk drift av bilparken. Dei legg til grunn at eit skifte skal skje brått over natta, som om ein slår på ein lysbrytar og det vert lys. I realiteten fungerer ikkje teknologiske skifte slik. Ein plukkar fyrst den frukta som heng lågt, lærer av det og byggjer vidare på erfaringane. Elektriske Boeing 737 kjem aldri til å skje. Eit elektrisk fly med liknande spesifikasjonar som Boeing 737 kjem til å liggje langt fram i tid, om det nokon gong hender.

 

Skal man snakke om passajerfly så kan en se på Widerøe og dets operasjoner som et ideelt stede å starte med elfly. Disse flyene har minimum førti seter (nær 40).

Nettopp. Då eg var ung hadde dei 19 seter (Twin Otter). På mange flyplassar gjev det meir meining med hyppigare avgangar med færre seter, enn dagens løysing med nesten tomme 40-setarar.

 

Som privat/sport/taxifly har jeg tro på VTOL-fly som Lilium og liknende fly, men disse er for kortdistanse og manglende flytid oppveies av deres mulighet til å lande overalt

 

Lilium flyg då både langt og lenge. Småflya som er på veg no, slik som Lilium og SunFlyer, har typisk endurance på 3-4 timar. Eit typisk bensindrive småfly har endurance på 4-5 timar.

 

Straks en skal ha mange passasjerer (mer enn førti) og litt avstand, må en ha fly med høy hastighet og som må gå over været. Da er en tilbake til mer konvensjonelle utforminger av fly. Selv om man skulle kunne redusere energibehovet med 30% for eksempel, så er fortsatt kravet til batterier med mye større tetthet overveldende.

Det er ingenting i vegen for at ikkje elektriske fly skal kunne fly høgt. Med stadig meir autonomi trur eg heller ikkje 40 passasjerar vert normen. Heller større fleksibilitet med fleire avgangar med mindre fly som kjem når nok passasjerar vil reise.

[Nautica]

Katapult kunne nok ha redusert effekttapet betraktelig siden starten er nok det som bruker mest energi, men da har man problemer med G-krefter.

Endret 20. mai 2018 av Nautica

[Simen1]

Katapult kunne nok ha redusert effekttapet betraktelig siden starten er nok det som bruker mest energi, men da har man problemer med G-krefter.

Tja, det er egentlig ikke noe utenkelig idé. Folk elsker jo å kjenne akselerasjon i biler. Den sprekeste Teslaen, P100DL, har for eksempel 1,2 G akselerasjon og klarer 0-100 km/t på 32 meter. Små fly med lav lettehastighet bør kunne katapultes ut på rimelig korte avstander og bremses opp også på korte avstander, omtrent som jagerfly på hangarskip, men i en noe mer skånsom utgave.

 

Edit: Noen regneeksempler. En Cessna letter allerede ved 100 km/t i følge wikipedia.

 

Med 100 km/t lettehastighet og forsiktige 0,5G trengs bare en 79 meter lang katapult. Med 1 G trengs bare 39 meter.

Et litt større fly med for eksempel 200 km/t lettehastighet trenger 157 meter ved 1G og et kjempefly som ikke letter før 285 km/t trenger en 321 meter lang katapult. Det står i ganske stor kontrast til dagens rullebaner på kortbanenettet som er rundt 1 km lange og på de større flyplassene rundt 3 km, fra terskel til terskel + sikkerhetsområder.

Endret 20. mai 2018 av Simen1

[Øyvind Lunde]

Er vel ikke flaps man kan kutte ut om man kan bremse med motorer. Airbreaks eller spoilere derimot kan nok bli overflødige. Litt artig at brems på elmotorer for å redusere hastighet ved bratt innflyging kan lade batteriene

[barfoo]

Katapult kunne nok ha redusert effekttapet betraktelig siden starten er nok det som bruker mest energi, men da har man problemer med G-krefter.

Det er et blindspor.

 

Energien som kreves for å akselere en masse er gitt av E=1/2mv^2. Energien for å løfte den er gitt av E=mgh

 

Det er ikke akselerasjonen som er dyr (den krever høy effekt, men kort varighet). Det er det å løfte flyet til marsjhøyde som er kostbart energimessig.

 

Å akselerere en 737 på 45 tonn til takeoffspeed på 130kt krever 1507500J. Å løfte den til 25000 fots marsjhøyde krever to tusen ganger så mye energi. Så katapulten kan vi legge død med en gang. Den vil på ingen måte gi et meningsfult bidrag.

[8DX8QO0Y]

Er det så mye mer brannfarlig enn flydrivstoff, denne batterivæsken da?

[Kjetil Kjernsmo]

 

Katapult kunne nok ha redusert effekttapet betraktelig siden starten er nok det som bruker mest energi, men da har man problemer med G-krefter.

Det er et blindspor.

 

Energien som kreves for å akselere en masse er gitt av E=1/2mv^2. Energien for å løfte den er gitt av E=mgh

 

Det er ikke akselerasjonen som er dyr (den krever høy effekt, men kort varighet). Det er det å løfte flyet til marsjhøyde som er kostbart energimessig.

 

Å akselerere en 737 på 45 tonn til takeoffspeed på 130kt krever 1507500J. Å løfte den til 25000 fots marsjhøyde krever to tusen ganger så mye energi. Så katapulten kan vi legge død med en gang. Den vil på ingen måte gi et meningsfult bidrag.

Jeg får ikke de samme tall som deg, f.eks. 98 MJ for akselerasjonen. Er du sikker på at du fikk enhetene riktig....? Luftfarten henger jo fast i enheter som ber om sånne feil... Kan du sette inn tall med SI-enheter i regnestykket og poste det her?

[Twinflower]

Jeg fikk ca 100 MJ for akselerasjon og ca 3,36 GJ for høyden.

 

Når det er sagt så er jo dette teoretiske minimumstall. Straks man skal flytte eller løfte noe i praksis får man tap som øker energibehovet.

[YGOI36G6]

 

Foreløpig fram til vi finner opp noe som har høyere energi tetthett enn dagens batterier, så kan vi glemme noe lengere enn små hopp med lite nyttelast.

Batteria vert jo betre for kvar dag som går. Den teoretiske grensa for litium-luft-batteri er vel 40 MJ/kg. Diesel har 48 MJ/kg. Når du tek omsyn til at elektriske fly har mykje betre verknadsgrad, er batteri meir lovande enn fossile drivstoff. I tillegg kan elektriske fly samle meir drivstoff undervegs, både frå sola og ved nedstigning.

 

For ikkje lenge sidan hadde TU ein artikkel om ein elektrisk UAV som kan halde seg i lufta i eit år. Førebels med lite nyttelast, men det er definitivt betre rekkjevidde enn dagens fly klarer på fossilt drivstoff.

 

De fysiske lovene setter stopper for morroa akkurat nå, og de er ikke enkle å bryte... Om man ikke har en evighetsmaskin i garasjen da

Heilt feil. Dei fysiske lovene favoriserer elektriske fly. Det er teknologien som ikkje er god nok enno.

Les først denne: https://www.withouthotair.com/cC/page_269.shtml

 

Kortversjon: rekkevidde er kun avhengig av energitetthet pr vektenhet.

 

Pr i dag har jetfuel overtaket med en faktor 1:100 på lithiumbatterier.

 

Så det er helt usannsynlig at noen ny batteriteknologi vil gi elfly rekkevidde i nærheten av dagens jetfly.

[Kjetil Kjernsmo]

 

 

Jeg fikk ca 100 MJ for akselerasjon og ca 3,36 GJ for høyden.

 

Flott, det er det samme jeg fikk. Så, vi er på en faktor 34, ikke 2000.

 

Når det er sagt så er jo dette teoretiske minimumstall. Straks man skal flytte eller løfte noe i praksis får man tap som øker energibehovet.

 

Jupp. Spesielt er det jo interessant at luftmotstanden ikke er tatt med her. Den går jo også som v². Det gjør også lift. Mesteparten av akselerasjonen skjer ganske lavt, og dette gjør at det gir veldig mye mening å ikke dra med seg energilager oppover. Dessuten er det nettopp dette med at du har fryktelig høy effekt i startfasen, noe du ellers ikke har, som gjør at det sikker påløper ganske mye vekt for å dimensjonere for dette.

 

Men la oss likevel formulere forholdet mellom de to likningene som 2 * v² / ( g * h ) .

 

Da ser vi også at det er glimrende anledning til å gjøre forholdet bedre ved å akselerere utover rotasjonshastigheten på bakken. Si at vi tar flyet opp i 100 m/s før rotasjon, da er forholdet nede i 15. Si så at dette er kortdistansefly som ikke skal opp til 25000 fot, men at det holder med 3000 meter, da er vi nedi 6. Og det er uten luftmotstand, og uten andre mulige fordeler. Man kan jo også tenke seg at denne akselerasjonen vil ytterligere forenkle konstruksjonen, ved at flyet aldri vil ha lav fart...

 

Jeg tror vi kan si at katapultideen lever rimelig godt her.

 

Skjønt, det er kanskje galt å snakke om en katapult. Det blir en lineær motor i banedekket. Man kunne jo se på EMALS, den akselerer fly over mye kortere distanser enn det man ville hatt på en flyplass.

 

Jeg lurer litt på om det er operative forhold som vil være det vanskeligste. EMALS opererer på en skinne på dekket som trekker flyet bortover ved hjelp av en krok, og jeg lurer på om det vil være problematisk med tanke på snø og skitt. Kanskje måtte den lineære motoren være fullstendig innkapslet i banedekket, og så måtte man bruke elektromagneter for å holde flyet fast under akselerasjonen. Disse ville kunne bli så tunge at det er kanskje det som setter stopper for opplegget.

 

Eller kanskje blir problemet at hvis man akselerer til mye over dagens V_r, så blir liften så voldsom når lineærmotoren slipper at man kjenner magen falle ned gjennom gulvet i kabinen...

 

Det er sikkert en lang vei å få for å få dette gjennomførbart, men jeg synes definitivt det høres ut som et verdig problem å gå løs på.

[missi]

Var veldig mange her som ikke tenker på at batteriteknologien bil utvikle seg. Den teoretiske makskapasiteten for lithium-batterier er jo skyhøyt over der vi er med energitettheten for disse batteriene i dag.

[Simen1]

Kortversjon: rekkevidde er kun avhengig av energitetthet pr vektenhet.

Pr i dag har jetfuel overtaket med en faktor 1:100 på lithiumbatterier.

 

Så det er helt usannsynlig at noen ny batteriteknologi vil gi elfly rekkevidde i nærheten av dagens jetfly.

Snakker du om Boeing 737 i 11 km høyde nå?

 

For småfly i typisk småflyhøyde, som er den relevante sammenligningen, så er ikke forholdet så dramatisk og det er fult tenkelig med slike elfly i nær fremtid.

 

Jeg fikk ca 100 MJ for akselerasjon og ca 3,36 GJ for høyden.

 

Når det er sagt så er jo dette teoretiske minimumstall. Straks man skal flytte eller løfte noe i praksis får man tap som øker energibehovet.

Tap gjelder like mye for akselerasjon som for høyde. Under flyvning er det helt normalt å bytte litt høyde mot økt hastighet og vise versa uten nevneverdig tap.

 

En annen ting som taler for katapultidéen er at flyet kan nøye seg med lavere toppeffekt, noe som betyr mindre og lettere motorer og i elflyets tilfelle, lettere kraftelektronikk og kabling. Det er mye unødvendig vekt og luftmotstand i en diger motor som bare går på full effekt 2% av flyturen.

Endret 20. mai 2018 av Simen1