Тази статия е написана от DaVinci Aviation, стартираща компания, която работи по нов дизайн на бизнес джет. DaVinci Aviation търси партньори, за да пренесе идеята им към следващата фаза на развитие и те приветстват вашата помощ. Чувствайте се свободни да се свържете директно с тях, като използвате формуляра по-долу. Ако искате да представите вашата идея за стартиране пред общността, моля свържете се с нас тук.
Съдържание
21st ВЕКОВ БИЗНЕС ДЖЕТ ОЩЕ НЕ Е!
Въздушният транспорт е може би една от индустриите, които са най-обект на разследване за въздействието му върху околната среда, независимо от това с основание или не. Глобалното затопляне подтиква световните правителства да определят и прилагат политики за „нулеви нетни емисии“. В авиацията тези политики се прилагат от все по-строги регулации, които ще изградят следващото поколение самолети и задвижващи системи за търговска авиация. И така, зелената авиация изглежда следващото задължение на човечеството с бизнес възможността, която идва с нея.
Всъщност през последните няколко години все повече и повече предприемачи, стартиращи фирми, инвеститори и самата голяма индустрия се включиха в тази надпревара за осигуряване на по-екологична авиация. От една страна, безброй (и все още отброяващи) малки концепции за електрически въздушни превозни средства с много малки витла, разпределени навсякъде, са предложени от толкова много предприемачи и техните стартиращи фирми, за да доставят UAM (Urban Air Mobility).
Предвид предизвикателствата на липсващата наредба, камо ли на тези на липсващата инфраструктура (и двете все още предстои) и на безопасни операции във високо населени райони, изглежда малко, че UAM е прясно измислена нужда да се даде на електрифицирания въздушен транспорт шанс поне в градски мащаб, единственият, на който батериите с техните настоящи ограничения могат да бъдат способни. Независимо от това инвеститорите влагат незначителни суми пари в този вид стартиращи компании.
От друга страна, големите производители на самолети и изследователска институция (дълго) инициираха проучвания на новите екзотични конфигурации на транспортни самолети в търсенето на по-ефективни (т.е. по-малко изискващи гориво) самолети.
И в същото време, заедно с големите производители на двигатели, те се опитват да разберат как да интегрират нови хибридни задвижващи системи в рамките на настоящите рамки, без да отказват твърде много от обема и теглото на полезния товар.
ЩЕ ЛИ ЕЛЕКТРИФИКАЦИЯТА НИКОГА ЩЕ ПРАВИ АВИАЦИЯТА ВСЯКАКВА ЗЕЛЕНА?
За да се лети по-ефективно (и следователно по-грижовно за околната среда) теглото на самолета в крайна сметка е един от най-важните фактори и трябва да се намали. Наистина не е ясно от днешна гледна точка колко допълнителен хардуер в сегашните концепции за електронно и хибридно задвижване, като например:
- електрически двигатели (предимно от желязо и мед),
- станове за високо напрежение,
- устройства за разсейване на топлина,
- преобразуватели на мощност
- газови генератори за презареждане на батерии по време на полет,
- Тегло на батериите (за всеки килограм керосин са необходими ~ 11 кг батерии за генериране на една и съща използваема тяга за една и съща продължителност),
- който не се разсейва с изчерпване (противоположно на теглото на горивото)
може да направи електрически самолет ефективен изобщо.
Да кажем, че бяхме на ръба да решим току-що споменатите по-горе хардуерни проблеми с теглото и обема и да получим увеличение на енергийната плътност с фактор 13 (в момента ~ 300Wh / kg - необходимо за подмяна на горивото при полет на дълги разстояния: ~ 4000Wh / кг) от батериите. Можем ли да електрифицираме авиацията веднага?
Следващият въпрос е: откъде бихме презаредили огромен брой (милиони?) Батерии? Днес в най-добрия случай бихме могли да ги включим в електрическите мрежи, които се захранват предимно от изкопаеми и ядрени горива.
И тогава, откъде ще вземем всички минерали, за да изградим тези много батерии и да ги заменим, когато се изтощят (животът на батерията е само няколко години).
За да се лети наистина зелено с батерии, трябва първо да се реши друг набор от основни проблеми:
- Създайте глобалната инфраструктура за презареждане на батерии от възобновяеми енергийни източници (вятър, слънце, вода ...). Изгарянето на някакъв вид гориво в електроцентрала генерира електрическа енергия, съхранява се в батерии и след това се твърди, че от самата батерия е по-малко ефективен процес от директното изгаряне на гориво в горивната камера на двигателя.
- Намерете начин за извличане и обработка на минералите за батериите в широк мащаб за захранване на авиацията (и в автомобилния сектор) по начин „0 нетни емисии“.
- Намерете начин за ефективно рециклиране на строителните материали на изтощените батерии. Неуспехът в това последно предизвикателство скоро би създал допълнителен глобален проблем със замърсяването, толкова огромен, колкото самите пластмасови отпадъци.
Честно казано, все още не виждаме никой, нито правителствата, нито феновете на електрификацията да се справят с тези огромни предизвикателства.
Въпреки че всички тези проблеми може да се решат един ден, за да се даде възможност за по-екологична авиация, от днешна гледна точка няма скорошно практическо приложение и може би, предвид пропорциите на многото технически и политически предизвикателства, тя спечели няма да бъде през следващите петнадесет до двадесет години. И ако това е удар за околната среда, значи и за бизнес възможностите.
ВЪЗМОЖНОСТ ЗА ЗЕЛЕНА АВИАЦИЯ И ЗА БИЗНЕС СЪЩЕСТВУВА СЕГА
В този прилив никой не е осъзнал, че има цял клон на авиацията, бизнес авиацията, където в момента се предлага скрита, но огромна възможност да летим по-екологично, като по този начин изпълняваме задължението си към нашата родна планета и да реализираме големи печалби в същото време.
Това на бизнес авиацията е доста печеливш пазар за активните производители в този сегмент.
Това са няколко, но много добри примера през последните десет години как тези производители биха могли да се насладят на изключително задоволителен поток от поръчки от самото влизане в експлоатация на новите си продукти.
Като цяло пазарът на BJ е много оживен през последното десетилетие и се очаква да нарасне още повече в бъдеще, особено ако китайските власти предоставят своите въздушни пространства на частна авиация.
Не на последно място, ако непосредственият ефект от пандемията е засегнал и цялата авиационна индустрия чрез веригите за доставки, реакцията на богати хора и корпорации към това време на COVID е да се разглежда частната авиация като начин за избягване на голяма претъпканост търговски самолети и летищни терминали.
От друга страна, този пазар е изцяло зает от куп компании, които заради репутацията на марката и технологиите бихме могли да наречем Ferrari и Porsche на авиацията. Те не са оставили ниша в нито един сегмент от нея.
Къде е тогава тази възможност да започнем да правим авиацията по-екологична сега и да печелим с нея?
ОБЛАСТИ ЗА РАДИКАЛНИ ИНОВАЦИИ
Може да е изненадващо, но повечето аеродинамични и структурни елементи на съвременния бизнес самолет не са се променили много от представянето на първия частен самолет през шейсетте години на миналия век. Някои от най-важните точки за продажба на BJ, като например непрекъснат под на кабината и височина на кабината, управляват оформлението на самолета по начин, който има присъщи неефективност (структурно и аеродинамично) на този вид дизайн.
Е, представете си за момент, че можете да изведете на пазар, пълен с продукти, копирани с въглерод, едва различими един от друг, самолет, който със своите елегантни, но футуристични линии изглежда изплува направо от научно-фантастичен филм. И представете си, че този самолет може да предложи
- подобрен с до 30 +% специфичен въздушен обхват (колко мили лети самолет на килограм изгорено гориво) по отношение на съществуващия самолет
- съответно намалени емисии на CO2
- осигуряват повече комфорт и удобства в кабината на пътниците, отколкото съществуващите проекти
- да се създаде възможност за бизнес от 500 + милиона $ / година в сегмента на пазара на бизнес джетове
- и да бъде предшественик и за преструктуриране на търговската авиация
- потенциалът да се побере всякакъв вид бъдещи задвижващи системи (напълно електрически, хибридни, водородни ...), ако те станат достъпни и наистина бъдат по-ефективни от сегашните.
В DaVinci Aviation тръгнахме с тези цели. Преосмислихме отначало елементите на настоящите проекти и преоткрихме бизнес самолета до един наистина 21-ви век, който се грижи за околната среда.
Смятаме, че успяхме в този процес и нашите прогнози за ефективност, базирани на нашата инженерна работа, показват значително предимство на нашата концепция, като се издигат самолетите в два пазарни сегмента едновременно (леки и средни бизнес джетове).
Можем да предложим по-екологична конструкция на конструкцията, т.е. по-нисък разход (и следователно емисии) при еднаква или по-висока крейсерска скорост от съществуващите самолети в двата горепосочени пазарни сегмента.
В светлината на нарастващата екологична осведоменост на хората и правителствата, по-екологичен самолет означава по-широко приемане от широката общественост, сертифициращи агенции, политически лидери, бизнесмени и корпорации, които се грижат за околната среда.
ПЪТЪТ НАПРЕД
Разработили сме дизайн на етапа на концепцията. Идейният проект е често срещана и основна практика при всеки голям производител на самолети да се установи стабилността на концепцията както от инженерна, така и от маркетингова гледна точка, преди да се премине към взискателната фаза на предварителен дизайн. Това бихме могли да постигнем със собствените си ресурси.
Следващите стъпки са фундаментални и въпреки това не са много финансови и изискват време: изисква се по-подробна проверка на нашите резултати, за да се потвърдят нашите прогнози и да се консолидира потенциалът на концепцията, например в специални мисии като въздушна линейка. За постигане на тази цел трябва да бъдат създадени виртуални аеродинамични и структурни модели на самолета. Аеродинамичният модел ще се изпълнява във виртуален (математически) аеродинамичен тунел, за да се предскаже аеродинамичното съпротивление и други характеристики на стабилност на предложената конфигурация с по-голяма точност. Моделът на структурно оформление ще предостави преглед на конструктивната осъществимост, общото разположение на елементите на въздухоплавателното средство, необходимата технология на материалите и по-точна оценка на празното тегло на самолета. Финансовите усилия на тази фаза може да са от порядъка на 250 XNUMX евро.
Ако приемем, че концепцията ще премине вниманието с разцветки, както очакваме, би трябвало да бъде създадена финансова и техническа машина, компанията, способна да въведе в действие сертифицирането и пускането на пазара на концепцията.
Проект като този ще бъде от порядъка на 500 милиона щатски долара във времеви мащаб от ~ 6 години, разпределени приблизително, както следва:
• Идеен проект за PDR - 1.2 години - 70 милиона
• Детайлен проект за CDR -1.5 години - 90 милиона долара
• 1 компилация на прототип - 8 милиона долара - 3 необходими
• Разработка (инженерен и летателен тест) - 2 години - 180 милиона долара
• Сертифициране (инженеринг и летателен тест) и маркетинг - 1.2 години - 110 милиона долара
Тези цифри се отнасят за опитен и добре организиран производител, т.е. производител с предишен опит в проектирането, изграждането, сертифицирането и маркетинга на сложен самолет. Стартъпите като Boom, Tesla, Blue Origin и SpaceX обаче са живото доказателство, че страхотните визии не поставят достатъчно силна цел, която да не може да бъде постигната.
