Frage:
Könnte es jemals ein voll solarbetriebenes Verkehrsflugzeug geben, das Transatlantikflüge durchführen kann?
anonymous
2016-11-24 17:17:39 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Könnte ein neues oder ein modifiziertes bestehendes Verkehrsflugzeug, z. B. eine Boeing 737, vollständig mit Solarenergie betrieben werden und die normalen Flugstrecken mit Flugkraftstoffantrieb zurücklegen?

Der wahrscheinlichste Weg, dies zu erreichen, wäre eine große bodengestützte Solar-Jet-Fuel-Anlage, die einen von mehreren chemischen Prozessen verwendet.
Definieren Sie "solarbetrieben"; Öl kommt von Dinosauriern (et al.), die so groß und beängstigend wurden, indem sie andere Dinosaurier aßen, die Pflanzen aßen, die Sonnenphotonen aßen.
[Sind Luftschiffe erlaubt] (http://www.sciencealert.com/this-gigantic-chinese-airship-flies-on-solar-power-for-up-to-six-months-at-a-time)?
Um Ihnen einen Eindruck von der aktuellen Solartechnologie zu geben: [Dies ist ein 1-MW-Solarkraftwerk] (https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f2/Canal_Top_Solar_Power_Plant.jpg). Sie benötigen 90 MW, um eine B747-8 zu fliegen, gemäß [dieser Antwort] (http://aviation.stackexchange.com/questions/19569/how-many-kilowatts-to-get-an-electric-747-8- in der Luft). Und Sie müssen die Abflugzeit wählen, um nur tagsüber zu fliegen. Wenn die Zelleffizienz 100% wäre, würden Sie nur 1/5 der heutigen Zellfläche benötigen. Immer noch eine große Herausforderung (die Sonneneinstrahlung beträgt im sichtbaren Spektrum auf der Erde etwa 1 kW / m²).
@brian Viel Glück beim Erhalten eines Luftschiffes bis zu Mach 0,75 oder so.
@brian nicht so weit hergeholt wie es sich anhört, leichter als Luft hat ein paar Vorteile, aber das Wetter müsste günstig sein.
Ja. Massive Solaranlage, die Meerwasser in H2 / O2 aufspaltet, um Flugzeuge zu tanken. Wie pjc50 sagte, brauchen Sie viel zu viel Sonne für die Flugzeugoberfläche.
Denken Sie daran, dass Sie viel Gewicht verlieren können, wenn Sie sich keine Sorgen um ein [Fleisch-Eis am Stiel] machen müssen (https://www.youtube.com/watch?v=8Dd_qiuWxPs). [NASA] (https://en.wikipedia.org/wiki/Helios_Prototype), [Qinetiq / Airbus] (https://en.wikipedia.org/wiki/Qinetiq_Zephyr) und andere haben "Flugsatelliten" hergestellt, die dies getan haben Ausdauerzahlen in den Wochen oder Höhengrenzen> 90.000 Fuß (höher als ein U-2 und mit * Propellern *, kein Düsentriebwerk). Sie über den Atlantik zu schicken, scheint eine triviale Aufgabe zu sein. Der nervige Teil ist das Starten / Landen für solche hauchdünnen Strukturen.
@NickT Der andere ärgerliche Teil ist, dass es Tage oder Wochen dauert, um den Atlantik zu überqueren, anstatt einige Stunden, und die mögliche Nutzlast ist vernachlässigbar. Könnte auch nur ein Luftschiff verwenden. "Luftsatelliten" sind eine gute Idee für Dinge, bei denen ein sehr geringes Gewicht über einen längeren Zeitraum über einem bestimmten Gebiet schweben muss, aber sie sind nicht ganz so nützlich, um 200 Passagiere mit Mach 0,75 über die Erde zu fliegen -0,8.
Der VoltAir ist ein rein elektrisches Verkehrsflugzeug: http://www.nbcnews.com/id/43556583/ns/technology_and_science-luxury_tech/t/voltair-electric-passenger-jet-future/#.WD6fcvmqqko
"*** Oh nein! *** Ich sehe Wolken ... wir werden sterben!"
Acht antworten:
#1
+46
GdD
2016-11-24 18:15:50 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kurze Antwort: Nein

Lange Antwort: Nein. Sehen Sie sich das Solarimpulsprojekt an. Dies ist eine der besten solarelektrischen Technologien, die es gibt, und es ist kaum in der Lage, eine Person zu tragen, sehr, sehr langsam. Wenn Sie ein Verkehrsflugzeug nehmen, es mit den besten verfügbaren Solarzellen abdecken und es mit den besten verfügbaren Elektromotoren verbinden, könnte es wahrscheinlich nicht einmal rollen.

Einige wissenschaftliche Erkenntnisse hier: Die maximale Energiedichte der Sonne auf der Erde beträgt etwa 1300 Watt / Quadratmeter. Ungefähr 30% gehen in der Atmosphäre verloren, so dass das Beste, was Sie auf der Erdoberfläche erhalten, ungefähr 900 W / m2 ist. Der 737 hat beispielsweise eine Flügelfläche von 102 Quadratmetern, was etwa 90000 Watt (90 kW) Sonnenenergie entspricht, die auf den Flügel trifft. Die beste Energieumwandlung, die wir von Solar zu Strom haben, liegt bei etwa 10%, sodass Sie höchstens 9 kW Strom von einem 737-Solar-Array erhalten würden. Wie wir aus dieser Antwort ersehen können, sind 90 MW (Megawatt) Leistung erforderlich, um eine 747 in die Luft zu bringen, vorausgesetzt, es dauert ungefähr 1/3 oder 30 (30 MW oder 30000 kW), um eine 737 in die Luft zu bringen Luft, dann erzeugt dieses Array nur 0,3% des benötigten Stroms, und das ist der bestmögliche Fall bei der stärksten Sonne. Wenn es bewölkt ist oder nachts, haben Sie kein Glück.

Jede Lösung, die auf der aktuellen Batterietechnologie basiert, wird hier angesprochen und ist an dieser Stelle ein Nein.

Theoretisch ist es nicht möglich, dass ein solarbetriebenes Passagierflugzeug so gut ist wie ein Jet-a1-Passagierflugzeug. Dies liegt daran, dass die Sonnenenergie nicht ausreicht, selbst wenn Sie zu 100% in Elektrizität umgewandelt wurden. Wenn die Batterietechnologie bis zu dem Punkt ihrer Energiedichte im Vergleich zu flüssigen Brennstoffen um Größenordnungen besser werden sollte, dann könnte dies sehr gut, dies ist ein langer Weg, die besten Batterien, die derzeit Laborkonzepte sind, sind etwa 1/5 der Dichte von flüssigen Brennstoff. Sobald die Batterien dort angekommen sind, kann sie durch Sonnenenergie für den Flug aufgeladen werden. Es ist eigentlich genauso gut möglich, Solarenergie zu nutzen, um flüssigen Kraftstoff auf erneuerbare Weise aus CO2 und anderen Elementen der Umwelt herzustellen. Biokraftstoffe sind solarbetrieben, aber wir können den Kraftstoffverbrauch mit ihnen nicht wesentlich senken, ohne Lebensmittel von den Tellern der Menschen zu nehmen, und ich persönlich würde lieber essen!

Ich bin mit dieser Antwort nicht einverstanden, nur weil sie die aktuelle Technologie und die aktuelle Leistungsumwandlung "Best Case" behandelt: Wenn die Frage nach "Könnte es jemals geben" lautet. Es stellt sich daher die Frage, ob ein "bester Fall" von 80 kW (unter der Annahme eines größeren Flügels und eines Wirkungsgrads von 80%) für ein Flugzeug im Kreuzfahrtflug ausreicht. Batterien (geladen durch landgestützte Sonnenkollektoren) könnten den Startstrom liefern, der in der Luft durch Sonnenenergie für Kreuzfahrten ergänzt wird. Ich vermute, die Antwort ist immer noch nein, aber nicht ganz aus den von Ihnen angegebenen Gründen
@JonStory selbst 100% effiziente Solare haben nur etwa 3% der Leistung, die benötigt wird, um B737 in die Luft zu bringen.
@ratchetfreak Wenn Sie meinen Kommentar noch einmal lesen, sage ich, dass "den 737 in die Luft bringen" durch Batterien unterstützt werden könnte, die durch Sonnenenergie am Boden aufgeladen werden. In Reiseflughöhe verbraucht ein Verkehrsflugzeug deutlich weniger Strom. Und natürlich gibt es nichts zu sagen, dass ein größerer Flügel nicht in Frage kommt, noch Sonnenkollektoren auf einem abgeflachten Karosseriedesign. Ich sage nicht, dass diese Dinge notwendigerweise ausreichen würden, nur dass diese Antwort nur die Gegenwart anspricht
Sie können den Körper des Flugzeugs auch zum Platzieren von Paneelen verwenden, die Form des Flugzeugs ändern, um mehr Hubfläche und mehr Paneeloberfläche zu erhalten, das Flugzeug etwas verlangsamen, um weniger Luftwiderstand zu erzielen, und eine Solarzelle der Spitzenklasse mit verwenden 44% Wirkungsgrad statt nur 10%
Es wäre interessant zu sehen, wie leicht das Flugzeug sein müsste, um einen Transatlantikflug mit 100 Personen an Bord und mit der aktuellen Solarpanel- und Batterietechnologie zu ermöglichen. Wenn das Gewicht negativ sein müsste, kann man mit Sicherheit sagen, dass es unmöglich ist. Wenn das Gewicht jedoch nur sehr gering sein müsste, ist es nur unwahrscheinlich.
Nur ein paar Nissen. Erstens sind die besten kommerziellen PV-Zellen heute zu 22% effizient, nicht zu 10%: https://cleantechnica.com/2015/10/03/most-efficient-commercial-solar-panels-in-usa-to-come- from-solarcity / Ändert jedoch nicht das Endergebnis. Und zweitens erlauben theoretische Grenzen keinen Wirkungsgrad von 90%. IIRC etwa 50% ist das Beste, was getan werden kann.
@JonStory In der Luft zu bleiben verbraucht weniger Strom als T / O, aber nicht 30-mal weniger. Selbst bei einer 100% igen Effizienz am Mittag am Äquator im Sommer wird es immer noch nicht ausreichen (vorausgesetzt, wir schließen das in einem Kommentar zu einer anderen Antwort erwähnte Ding "Sonne geht roter Riese" aus ... das könnte es tun .)
@reirab,, wie gesagt, ich gehe davon aus, dass dies auch die Schlussfolgerung wäre, aber ich glaube nicht, dass diese Antwort dies vollständig erklärt, auch ohne zu untersuchen, wie viel leichter / langsamer das Flugzeug sein müsste, und potenzielle Gewichtseinsparungen durch zukünftige Solar- und Batterietechnologie
Vergiss für einen Moment, in die Luft zu gehen. (Angenommen, wir haben Anti-Schwerkraft oder ein ähnliches Handwavium.) Es sollte ziemlich einfach sein (wenn Sie sich sowieso für Aerodynamik interessieren), die Höchstgeschwindigkeit Ihres Verkehrsflugzeugs aus dem CdA und die von Solarzellen verfügbare Leistung zu berechnen. Ich vermute, dass es etwas unter 60 Meilen pro Stunde sein wird, nicht 600.
Sie haben angenommen, dass Solarflugzeuge das gleiche Verhältnis von Nutzlast zu Tragflächenfläche wie 737 haben würden, während alle aktuellen Solarflugzeuge bereits gezeigt haben, dass dies anders ist. Der Rest Ihres Beitrags ist nur eine Folge dieses Fehlers.
Ich habe nichts angenommen @Agent_L, Ich beantworte die Frage so, wie ich sie verstanden habe: Kannst du ein großes Passagierflugzeug mit Ladung aus Solarenergie antreiben? Sicher, ein Flugzeug mit einem riesigen Flügel, 1/4 der Passagiere einer 737 ohne Fracht, aber Zahnbürsten, könnte wahrscheinlich gebaut werden, aber dann würde es 48 Stunden dauern, um von London nach New York zu gelangen, anstatt 8, und das ist nicht wirklich das, was Leute würden wollen.
@bogl: Ich denke, was mit "ähnlich einer 737" gemeint ist, ist, dass das Flugzeug eine ähnliche Anzahl von Passagieren in ungefähr derselben Zeit über dieselbe Entfernung befördern würde. Wie es geformt ist, ist irrelevant, solange man Leute hineinpassen kann.
@jamesqf In der Tat. Ich sagte nichts über Form, nur Nutzlast, Geschwindigkeit und Reichweite.
#2
+17
Peter Kämpf
2016-11-25 02:41:23 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Um ein aktuelles Verkehrsflugzeug in Solarzellen abzudecken und an Elektromotoren anzuschließen, die sich drehen, funktionieren die Lüfter nicht. Je. Lesen Sie aus den Gründen die ausgezeichnete Antwort von @ GdD.

Aber das heutige Auto ist auch kein Pferdebuggy mit Benzinmotor. Es hat sich weiterentwickelt und an die Möglichkeiten angepasst. Das gleiche muss mit dem Verkehrsflugzeug passieren. Schauen wir uns nun an, was möglich ist. Ein Rückblick auf die historischen Entwicklungen ist hier sinnvoll, da die frühen Pioniere auch mit sehr schweren Motoren mit geringer Leistung arbeiten konnten und dennoch den Atlantik überqueren konnten.

Die Die erste Atlantiküberquerung wurde 1918 von einer Zeppelin-Besatzung geplant, aber die deutsche Regierung verbot ihnen das Fliegen. So fiel es einer britischen Kopie eines Zeppelins, der R-34, 1919 zu, den Atlantik in beide Richtungen zu überqueren. Er hatte 5 Motoren mit jeweils 270 PS, was 1006,7 kW entspricht. Bei einer Länge von 196 m und einem maximalen Durchmesser von 24 m hätte die für Solarzellen verfügbare Oberfläche ungefähr 3000 m² betragen, was gerade genug Strom liefern würde, wenn wir Solarzellen mit einem Wirkungsgrad von 40% und klar annehmen würden Wetter. Natürlich würden Wolkendecke, geringere Sonnenhöhe und insbesondere Einbruch der Dunkelheit zu einer viel geringeren Leistung der Zellen führen. Wenn wir die heroische Annahme treffen, dass die Solarzellen so viel wiegen, wie durch moderne Bautechniken an Masse eingespart werden kann, ist ein solarbetriebenes Luftschiff mit Atlantiküberquerung durchaus realistisch. Aber es konnte nicht viele Passagiere besteigen und wäre sehr langsam.

Nun zur Abteilung, die schwerer als Luft ist. Die Vickers Vimy, die Alcock und Whitten-Brown im selben Jahr über den Atlantik flogen, hatte eine Flächenbelastung von 40 kg / m². Wenn wir einen verspannten Flügel mit hohem Seitenverhältnis bei gleicher Flächenbelastung verwenden, ist ein sehr leichtes und effizientes Flugzeug möglich. Das Abdecken des Flügels mit hocheffizienten Solarzellen ergibt eine Leistungsbelastung von 10 W / kg bei einem Zellwirkungsgrad von 45%. Wie schnell können wir mit dieser Kraft fliegen? Nehmen wir einen L / D von 30 und 90% Antriebseffizienz an, also haben wir 270 W Antriebsleistung pro kg Flugzeug. Die für den Flug erforderliche Mindestleistung beträgt $$ P_ {min} = m \ cdot g \ cdot \ frac {c_D} {c_L} \ cdot \ sqrt {\ frac {2 \ cdot m \ cdot g } {\ rho \ cdot S \ cdot c_L}} $$ und dies in relativen Begriffen und konkreten Werten auf Meereshöhe ausdrücken: $$ 270 W / kg = 9.80665 \ cdot 30 \ cdot \ sqrt {\ frac {2 \ cdot 9.80665} {1.225 \ cdot 40 \ cdot c_L}} $$ ergibt einen Auftriebskoeffizienten von $ c_L $ = 0,475. Dies ist eigentlich recht niedrig und entspricht einer Fluggeschwindigkeit von 28,73 m / s oder 55,8 kn, was nahe an der maximalen Reichweitengeschwindigkeit des Vimy liegt. Das Zurücklegen der Flugstrecke zwischen La Guardia und Heathrow ( 2993 nm) würde 53,6 Stunden oder zwei Tage und fünfeinhalb Stunden dauern.

Wenn die Sonne nicht untergehen würde, würde ein Solarflugzeug dies nicht tun unmöglich sein - schauen Sie sich vorhandene Solarflugzeugdesigns an, die ähnliche Spezifikationen haben. Der angenommene hohe Wirkungsgrad ermöglicht es sogar, eine gewisse Nutzlast zu tragen, aber dieses ganze Konzept funktioniert nur, wenn die Sonne hell scheint. Um die dunklen Stunden abzudecken, müssen Batterien mitgenommen werden, und dann muss die gesamte Nutzlast geopfert werden, um die Batterien zu tragen.

Meine Antwort lautet: Wenn Sie mit einem Luftschiff den Atlantik überqueren, ist ein Sonnenantrieb in möglich eine nicht allzu ferne Zukunft. Das Überqueren in einem solarbetriebenen Flugzeug innerhalb einer angemessenen Zeit und in einem Flugzeug, das robust genug ist, um auch bei schlechtem Wetter zu fliegen, wird nur möglich, wenn hocheffiziente Batterien mitgeführt werden können, um den Strombedarf während der Nacht zu decken. Dies ist derzeit reine Science-Fiction.

Flugzeuge haben bereits einen effizienteren Energiespeicher als Batterien: potenzielle Energie. Der aktuelle Ausdauerrekord für Segelflugzeuge liegt bei 56 Stunden, was eindeutig die Nachtzeit einschließt, wenn das Sammeln von Energie sehr begrenzt ist. Übrigens, 2,5 Tage für die Überquerung des Atlantiks schlagen immer noch Queen Mary :)
@Agent_L: Machen Sie die Zahlen selbst. Selbst wenn Sie Höhenaufnahmen machen, haben Sie höchstens ein paar Stunden Zeit. Die Ausdauerrekorde wurden in aufsteigender Luft vor Bergrücken (oder sogar [Sanddünen]) geflogen (https://de.wikipedia.org/wiki/Ferdinand_Schulz_ (Segelflieger)), in einem Fall).
Interessanterweise waren die ersten Autos rein elektrisch - es hat 100 Jahre gedauert, bis sie zu "alter" bewährter Technologie zurückgekehrt sind.
#3
+8
Loren Pechtel
2016-11-25 17:31:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ja. Beachten Sie, dass in Ihrer Frage nicht angegeben ist, wie häufig die Fahrten durchgeführt werden sollen.

Nehmen Sie Ihre Boeing 737, setzen Sie so viele Solarzellen wie möglich darauf und schließen Sie sie an eine Anlage an, die H2O und CO2 abführt der Atmosphäre und verwandelt sie in etwas, das als Düsentreibstoff geeignet ist. Wenn sich die Tanks füllen, fliegen Sie irgendwo hin.

Nach den Zahlen in GdDs Antwort muss das Flugzeug jedoch jahrelang zwischen den Flügen sitzen.

und schlimmer noch, er berücksichtigt nicht die beträchtliche Masse, die diese Sonnenkollektoren dem Flugzeug hinzufügen, was bedeuten würde, dass Sie noch mehr Leistung benötigen ...
@jwenting, obwohl ein guter Teil dieses Gewichts durch den Mangel an Kraftstoff und Pumpen / verwandten Systemen ausgeglichen würde
Trotzdem hast du hier einen Punkt, Loren. Lassen Sie die Solarzellen am Boden und synthetisieren Sie Kraftstoff für Düsentriebwerke. (Siehe http://theconversation.com/solar-fuels-how-planes-and-cars-could-be-powered-by-the-sun-41938)
@JonStory, das durch die zusätzliche Masse der Batterien im Vergleich zu Tanks mit Jet-A mehr als ausgeglichen würde
@jwenting wieder, mit ** aktueller Technologie ** sicher - aber ohne Diskussion über andere Grenzen der Batterieleistung haben wir keine Beweise dafür, dass jemand keine viel leichtere, energiedichtere Batterie oder ein Energiespeichermedium erfinden wird. Ob es kurz- oder mittelfristig realistisch ist, ist hier nicht die Frage: Das OP fragte, ob es möglich ist. Das heißt, wir sprechen eher über Physik / Chemie als über aktuelle Technologie. Mehrere Antworten zeigen ganz oder teilweise, wie unrealistisch die von der Sonne zur Verfügung gestellte Energie für den Start ist, aber noch nichts hat ** bewiesen **, dass die Batterieleistung unrealistisch ist.
Ich nahm die Frage des OP als die Frage, ob es möglich ist, die Solarenergieerzeugung tatsächlich an Bord des Flugzeugs während des Fluges zu nutzen, aber abgesehen von dieser Annahme ist dies die richtige Antwort. Technisch gesehen nutzen wir bereits Sonnenenergie zum Fliegen von Flugzeugen. Es ist nur so, dass die Sonnenenergie zuerst von einigen Pflanzen oder anderen solchen Lebensformen absorbiert wurde, die später starben und über einen langen Zeitraum durch viel Druck in Öl umgewandelt wurden, das anschließend aus dem Boden gebohrt und zu Jet-A raffiniert wurde.
@bogl Wenn Sie die Solarzellen und die Brennstoffanlage auf dem Boden lassen, haben Sie keine Möglichkeit, nach Hause zu kommen.
@JonStory Sie können die Wissenschaft leugnen, was Sie wollen, aber einige Dinge sind im Bereich der Wissenschaft einfach nicht möglich. Dazu gehören auch Solarmodule, die dafür effizient genug sind.
@jwenting Nehmen Sie eine 100% ige Effizienz an, Sie können es immer noch nicht tun. Ein gewöhnliches Flugzeug verbraucht mehr Strom als die Sonne, die darauf scheint.
@reirab: Wenn wir Ihren Standpunkt bis zum Ende durchdenken, bedeutet dies, dass wir hier auf der Erde niemals eine andere Energieform als die Sonne hatten. Dies ist zwar richtig, aber wahrscheinlich nicht das, was die Frage bedeutete.
@LorenPechtel Ich weiß, daher muss ich die Grundgesetze der Natur brechen, damit es funktioniert ...
@PeterKämpf Einverstanden. Das war irgendwie mein Punkt (und ich war ein bisschen frech, wenn es darum ging, es zu schaffen.) Ich sagte nur, dass ich denke, dass das OP nach der Erzeugung von Solarenergie an Bord während des Flugs fragen wollte, ohne sie zu nutzen Solarenergie am Boden, um einen Treibstoff zu synthetisieren, mit dem später ein Flugzeug geflogen werden kann. Dies ist zwar viel praktikabler, aber effektiv das, was wir bereits tun.
@Peter Kämpf: Das ist vollkommen richtig. Abgesehen von der nuklearen und geothermischen Energie (und man könnte darüber streiten - z. B. Uran aus der Nukleosynthese in Supernovas) stammt die gesamte Energie, die wir verbrauchen, letztendlich von der Sonne.
#4
+3
bogl
2016-11-24 19:19:19 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Mit der Technologie von heute und morgen ist das unmöglich.

Trotzdem ist " ever " eine sehr, sehr lange Zeit. Niemand kann Ihre Frage mit Sicherheit mit " nein " beantworten!

Obwohl ich denke, dass Ihre Schlussfolgerung wahrscheinlich richtig ist, handelt es sich bei dieser Antwort, wie sie derzeit geschrieben wird, um eine reine Meinung ohne Belege oder Begründung
@JonStory Um welchen Absatz kümmern Sie sich zuerst oder zweitens?
Beide. Sie haben weder Beweise dafür vorgelegt, dass dies mit der heutigen Technologie nicht möglich ist (die Antwort von GdD ist ein gutes Beispiel dafür), noch Beweise dafür, dass dies mit einem Flugzeug mit vernünftiger Größe aufgrund der Menge an Sonnenenergie, die auf die Erde trifft, theoretisch unmöglich ist . Ohne Belege / Begründung ist Ihre Antwort eine reine Meinung
Wenn die Sonne zu einem roten Riesen wird und die Ozeane kochen, ist die Intensität des Flusses für die solare Zivilluftfahrt möglicherweise günstiger.
@JonStory Es gibt ein Missverständnis. Mein Punkt ist, dass es keine solchen Beweise gibt. Niemand kann die Möglichkeit in ferner Zukunft ausschließen.
@bogl Wenn Sie nicht postulieren, dass die Gesetze der Physik in Zukunft nicht mehr gelten, können viele Dinge ausgeschlossen werden. Sie müssten die Theorie und Praxis der Quantenphysik grundlegend ändern, um eine grundlegend neue Art der Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische (oder mechanische) Energie zu erreichen, um das Szenario eines solarbetriebenen Flugzeugs zu verwirklichen, was höchst unwahrscheinlich erscheint würde bedeuten, dass alles, was wir über Materie und Energie wissen, als falsch erwiesen werden müsste, einschließlich alles, was wir wissen, dass es funktioniert.
@jwenting Eine Änderung der Physik hilft nur, wenn Sie auf Energieeinsparung verzichten. Selbst ein Wirkungsgrad von 100% würde nicht ausreichen, um ein Verkehrsflugzeug (wie wir es jetzt haben) mit Strom direkt aus Solarzellen zu heben. Dennoch schließt die aktuelle Physik die Möglichkeit stärkerer und leichterer Materialien sowie eine drastisch verbesserte Energiespeicherung überhaupt nicht aus. Wenn Menschen in 500 Jahren noch da sind, haben sie möglicherweise keine fossilen Brennstoffe mehr oder haben endlich erkannt, dass es zu kostbar ist, um es zu verbrennen. Das würde die Anforderungen an das Flugzeugdesign auf den Kopf stellen. Können Sie ein solches Szenario als falsch erweisen?
#5
+3
randomwhatever
2016-11-26 20:16:23 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Diese Frage gibt nicht an, ob die Solarmodule an der Ebene angebracht sind oder nicht. Wenn das Boeing-Flugzeug auf seine eigene Oberfläche beschränkt ist, reichen die obigen Antworten aus, um NEIN>

zu erklären. Andernfalls, wenn die Sonnenkollektoren nicht am Flugzeug angebracht sind, JA. Mit Laserleistung. Siehe hier>

https://www.nasa.gov/centers/marshall/news/news/releases/2003/03-180.html

Bist du sicher? Es ist sehr schwierig, vom Laser mehr als das Fünffache der Sonneneinstrahlung auf eine Ebene zu bringen, da Sie die Photovoltaikzellen in der Ebene kühlen müssen. Siehe: http://www.rand.org/pubs/technical_reports/TR898.html. Ich habe einige Zahlen geknackt, und für etwas, das einem aktuellen Verkehrsflugzeug entspricht, möchten Sie mindestens eine Größenordnung mehr Leistungsdichte als diese. So etwas wie 100-mal mehr als Solarenergie.
#6
+3
h22
2016-11-27 00:34:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Die meisten Antworten gehen davon aus, dass die Sollar-Energie im Flugzeug selbst übertragen werden muss, aber dort ist nicht genügend Fläche vorhanden. Aber warum?

Es ist möglich, eine riesige bodengestützte Solarbatterie zu verwenden, um Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff zu zerlegen. Oder nutzen Sie einfach die Wasserkraft - Flüsse werden von der Sonne angetrieben. Wasserstoffbetriebene Flugzeuge existieren. Ein großes kommerzielles Wasserstoffflugzeug könnte bis 2020 oder ungefähr gebaut werden.

Die meisten Antworten gehen davon aus, dass Sonnenenergie im Flugzeug geerntet werden muss, da dies der einzigartige Teil dieser Frage ist. Angenommen, die Solarmodule befinden sich nicht im Flugzeug, handelt es sich um eine Frage der Batteriekapazität usw., die an anderer Stelle in Fragen wie http://aviation.stackexchange.com/questions/25281/how-does-the-energy-and- behandelt wird. Gewicht-Effizienz-Vergleich-zwischen-einer-Batterie-elektrisch-p /. Möglicherweise möchten Sie auch einen Link zu dieser Frage zu wasserstoffbetriebenen Flugzeugen bereitstellen: http://aviation.stackexchange.com/questions/18809/are-there-any-programs-to-build-a-hydrogen-powered-airplane
Wird aus der Frage nicht gesehen.
#7
+1
jwzumwalt
2019-02-27 14:16:46 UTC
view on stackexchange narkive permalink

JA! es könnte getan werden.

Ich wohne 16 km vom ersten Kernreaktor der Welt entfernt. Es ist ein erstaunlicher Gedanke, sich daran zu erinnern, dass die Vereinigten Staaten in nur 40 Jahren von der Entdeckung der Radioaktivität zur Atombombe übergegangen sind. Was heute unmöglich erscheint, sind weniger als 20 US-Dollar bei Wall-Mart in 20 Jahren.

Ich kann sehen, wo eine schwerere als Luft-Hybrid-Luftschiff / fliegende Flügel-ähnliche Struktur alle Anforderungen erfüllen könnte. Ein gemischter Körper hätte eine größere Oberfläche als herkömmliche Verkehrsflugzeuge. Ich gehe davon aus, dass dies in den nächsten 50 Jahren geschehen wird - aber ich muss über die derzeitige Konvention hinaus darüber nachdenken, wie ein Passagierflugzeug aussehen sollte.

enter image description here

Konkurriert mit unkritischen Frachtlasten oder dem Kurzstreckenmarkt B737 (hauptsächlich weniger als 500-600 Meilen).

enter image description here

Göttingen hohes Volumen Tragflächenprofil mit niedriger Fluggeschwindigkeit

enter image description here

Boeing-Konzept

#8
  0
Jordan Womacks
2019-02-27 13:02:58 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ich würde ja sagen, aber es wäre nicht der Typ, bei dem die Sonnenkollektoren die Lüfter direkt mit Strom versorgen. Es würde einen ganzen Haufen der besten und leichtesten wiederaufladbaren Batterien erfordern, und das gesamte Flugzeug müsste mit aufklebbaren Paneelen abgedeckt werden, bestenfalls würde dies die Entladungsrate der Batterien verringern. Die Höchstgeschwindigkeit könnte nur 400 km / h betragen, wenn Sie einfach Abluftventilatoren anstelle von Turbostrahltriebwerken verwenden würden, aber das wäre trotzdem cool. Wenn dies einen starken Rückgang der Verbrennung fossiler Brennstoffe bedeutet, würde ich mich freuen, wenn Flüge doppelt so lange dauern.



Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 3.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
Loading...