Tento článek napsal DaVinci Aviation, start-up, který pracuje na novém designu business jetů. DaVinci Aviation hledá partnery, kteří by mohli jejich nápad poslat do další vývojové fáze a oni uvítají vaši pomoc. Neváhejte je kontaktovat přímo pomocí níže uvedeného formuláře. Pokud si přejete představit svůj start-up nápad komunitě, prosím kontaktujte nás zde.
Obsah
21st CENTURY BUSINESS JET NEJSOU TAM!
Letecká doprava je možná jedním z průmyslových odvětví, která jsou nejvíce zkoumána z hlediska dopadu na životní prostředí, ať už je to oprávněně či nikoli. Globální oteplování podněcuje světové vlády k definování a prosazování politiky „nulových čistých emisí“. V letectví jsou tyto politiky prosazovány stále přísnějšími předpisy, které vytvoří novou generaci letadel a pohonných systémů pro komerční letectví. Zelené letectví se tedy zdá být další povinností lidstva s obchodní příležitostí, která s ním přichází.
Opravdu, v posledních několika letech se v tomto závodě stále více podnikatelů, startupů, investorů a samotného velkého průmyslu rozhodlo dodávat ekologičtější letectví. Na jedné straně tolik podnikatelů a jejich startupů navrhlo nespočet (a stále se počítá) koncepcí malých elektrických vzdušných vozidel s mnoha malými vrtulemi rozmístěnými všude kolem, aby dodávali UAM (Urban Air Mobility).
Vzhledem k problémům s chybějící regulací, nemluvě o chybějící infrastruktuře (obě ještě čeká dlouhá cesta) a bezpečném provozu ve vysoce obydlených oblastech, se zdá, že UAM je čerstvě vynalezená potřeba dát elektrifikované letecké dopravě šance alespoň v městském měřítku, jediná, které by baterie s jejich současnými omezeními mohla být schopna. Investoři však do tohoto druhu startupů vkládají nezanedbatelné částky hotovosti.
Na druhé straně velcí výrobci letadel a výzkumné instituce (dlouho) zahájily studie nových konfigurací exotických dopravních letadel při hledání efektivnějších (tj. Méně náročných na palivo) letadel.
A zároveň se spolu s velkými výrobci motorů snaží přijít na to, jak integrovat nové hybridní pohonné systémy do současných draků, aniž by se vzdaly příliš velkého objemu a hmotnosti na užitečné zatížení.
VYDĚLÁ ELEKTRIFIKACE KDYKOLI LETECTVÍ ŽIVOTNĚJŠÍ ZELENĚJŠÍ?
Aby bylo možné létat efektivněji (a tedy šetrněji k životnímu prostředí), je hmotnost letadla nakonec jedním z nejdůležitějších faktorů a musí být udržována na nízké úrovni. Z dnešního pohledu je opravdu nejasné, kolik dalšího hardwaru v současných koncepcích e- a hybridního pohonu, jako například:
- elektrické motory (většinou ze železa a mědi),
- stavy vysokého napětí,
- zařízení rozptylující teplo,
- výkonové měniče
- plynové generátory pro dobíjení baterií za letu,
- Hmotnost baterií (na každý kilogram petroleje je zapotřebí ~ 11 kg baterií, aby se vytvořil stejný použitelný tah po stejnou dobu),
- který se nerozptyluje vyčerpáním (na rozdíl od hmotnosti paliva)
může elektrické letadlo vůbec zefektivnit.
Řekněme, že jsme byli na pokraji vyřešení výše zmíněných problémů s hmotností a objemem hardwaru a dosažení zvýšení hustoty energie o faktor 13 (v současné době ~ 300 Wh / kg - požadováno pro výměnu paliva při letu na velké vzdálenosti: ~ 4000 Wh) / kg) baterií. Mohli bychom elektrifikovat letectví hned?
Další otázka zní: odkud bychom dobíjeli obrovské množství (milionů?) Baterií? Dnes bychom je mohli přinejlepším zapojit do elektrických energetických sítí, které jsou většinou poháněny fosilními a jadernými palivy.
A pak, kde bychom vzali ze všech minerálů, abychom postavili tolik baterií a vyměnili je, když se vyčerpají (životnost baterie je pouze několik let).
Aby bylo možné skutečně létat zeleně s bateriemi, je třeba nejprve vyřešit další sadu hlavních problémů:
- Vytvořte globální infrastrukturu pro dobíjení baterií z obnovitelných zdrojů energie (vítr, slunce, voda…). Spalování určitého druhu paliva v elektrárně, výroba elektrické energie, její skladování v bateriích a její následné získávání ze samotné baterie je méně efektivní proces než přímé spalování paliva ve spalovací komoře motoru.
- Najděte způsob, jak extrahovat a zpracovat minerály pro baterie v širokém měřítku pro pohon letectví (a automobilového průmyslu) způsobem „0 čistých emisí“.
- Najděte způsob, jak efektivně recyklovat stavební materiály vybitých baterií. Neúspěch v této poslední výzvě by brzy vytvořil další globální problém znečištění stejně ohromující jako samotný plastový odpad.
Upřímně, zatím nevidíme nikoho, ani vlády, ani fanoušky elektrifikace, kteří by se s těmito nesmírnými výzvami vypořádali.
I když by se všechny tyto problémy mohly jednoho dne vyřešit, aby se umožnilo ekologičtější letectví, z dnešního pohledu nebude v dohledné době po ruce žádná praktická aplikace a možná, vzhledem k poměru mnoha technických a politických výzev, zvítězila Nebude to dalších patnáct až dvacet let. A pokud je to rána pro životní prostředí, pak je to pro obchodní příležitosti.
PŘÍLEŽITOST PRO ZELENÉ LETECTVÍ A PRO PODNIKÁNÍ EXISTUJE HNED TEĎ
Zdá se, že v tomto spěchu si nikdo neuvědomil, že existuje celá oblast letectví, obchodní letectví, kde je právě teď k dispozici skrytá, ale obrovská příležitost létat zeleněji, a proto plnit svůj závazek vůči naší domovské planetě a dosahovat velkých zisků na stejný čas.
Obchodní letecká doprava je pro aktivní výrobce v tomto segmentu docela výnosným trhem.
Toto je několik, ale velmi dobrých příkladů za posledních deset let, jak se tito výrobci mohli těšit na velmi uspokojivý tok objednávek od samotného data uvedení svých nových produktů do provozu.
Obecně je trh BJ v posledním desetiletí velmi živý a očekává se, že v budoucnu poroste ještě více, zejména pokud čínské úřady zpřístupní své vzdušné prostory soukromému letectví.
V neposlední řadě, pokud okamžitý účinek pandemie zasáhl celý letecký průmysl také prostřednictvím dodavatelských řetězců, reakce bohatých jednotlivců a společností na tuto dobu COVID spočívá v pohledu na soukromé letectví jako na způsob, jak se vyhnout velkému přeplněnému komerční letadla a letištní terminály.
Na druhou stranu je tento trh plně obsazen spoustou společností, které bychom pro reputaci značky a technologii mohli nazvat leteckými společnostmi Ferrari a Porsche. V žádném segmentu nezanechali žádné místo.
Kde je tedy tato příležitost začít s tím, aby se letectví stalo zelenějším a vydělat na tom zisk?
OBLASTI PRO RADICKÉ INOVACE
Mohlo by to být překvapivé, ale většina aerodynamických a konstrukčních prvků moderního obchodního letadla se od zavedení prvního soukromého letadla v šedesátých letech minulého století příliš nezměnila. Některé z nejdůležitějších prodejních míst BJ, jako je nepřerušovaná podlaha kabiny a výška kabiny, řídí uspořádání letadla takovým způsobem, že existuje inherentní neúčinnost (strukturálně a aerodynamicky) tohoto druhu designu.
Představte si na chvíli, že můžete uvést na trh plný produktů „zkopírovaných z uhlíku“, které se od sebe stěží odlišují, letadlo, které se svými elegantními, ale futuristickými liniemi, zdá se, vynořuje přímo z filmu sci-fi. A představte si, že toto letadlo může nabídnout
- vylepšeno až o 30 +% specifického rozsahu vzduchu (kolik mil letadlo letí na libru spáleného paliva) s ohledem na stávající letadla
- odpovídajícím způsobem snížily emise CO2
- poskytuje cestujícím více pohodlí a pohodlí v kabině než stávající design
- vytvořit obchodní příležitost 500 + m $ / rok v segmentu trhu s obchodními tryskami
- a být také předchůdcem přetváření komerčního letectví
- potenciál pojmout jakýkoli druh budoucích pohonných systémů (plně elektrické, hybridní, vodíkové…), pokud budou k dispozici a budou skutečně efektivnější než ty současné.
Ve společnosti DaVinci Aviation jsme vyrazili s ohledem na tyto cíle. Od základu jsme přehodnotili prvky současných návrhů a znovu jsme vyvinuli business jet na skutečně 21. typ letadla, který se stará o životní prostředí.
Myslíme si, že jsme v tomto procesu uspěli a naše projekce výkonu, založené na našich inženýrských pracích, ukazují významnou výhodu našeho konceptu, s letadly ve dvou segmentech trhu najednou (lehké a střední obchodní trysky).
Můžeme nabídnout zelenější drak již od návrhu, tj. Nižší spotřebu (a tedy emise) při stejné nebo vyšší cestovní rychlosti než stávající letadla ve dvou výše uvedených tržních segmentech.
Ve světle rostoucího povědomí jednotlivců a vlád o životním prostředí znamená zelenější letadlo širší přijetí širokou veřejností, certifikačními agenturami, politickými vůdci, podnikateli a korporacemi, které se starají o životní prostředí.
CESTA PŘED
Ve fázi koncepce jsme vyvinuli design. Koncepční návrh je běžnou a základní praxí u každého velkého výrobce letadel, aby se před provedením náročné fáze předběžného návrhu stanovila spolehlivost koncepce jak z technického, tak z marketingového hlediska. Toho bychom mohli dosáhnout pomocí vlastních zdrojů.
Hned další kroky jsou zásadní, a přesto finančně a časově nenáročné: je zapotřebí podrobnější ověření našich výsledků, aby se potvrdily naše předpovědi a upevnil koncepční potenciál, například ve speciálních misích, jako jsou letecké záchranné služby. K dosažení tohoto cíle musí být vytvořeny virtuální aerodynamické a strukturální modely letadla. Aerodynamický model by běžel ve virtuálním (matematickém) aerodynamickém tunelu, aby bylo možné s větší přesností předpovědět aerodynamický odpor a další charakteristiky stability navrhované konfigurace. Model strukturálního uspořádání by poskytoval přehled proveditelnosti konstrukce, obecného uspořádání prvků letadla, požadované technologie materiálů a přesnější odhad prázdné hmotnosti letadla. Finanční úsilí této fáze by se mohlo pohybovat řádově 250 XNUMX EUR.
Za předpokladu, že tento koncept projde kontrolou, jak očekáváme, by musel být vytvořen finanční a technický stroj, společnost, schopná tento koncept osvědčit a uvést na trh.
Projekt, jako je tento, by byl v řádu 500 milionů $ v časovém měřítku ~ 6 let rozděleném zhruba takto:
• Předběžný návrh na PDR - 1.2 roku - 70 mil
• Podrobný návrh na CDR - 1.5 roku - 90 milionů $
• 1 sestavení prototypu - požadováno 8 mil. $ - 3
• Vývoj (technická a letová zkouška) - 2 roky - 180 milionů $
• Certifikace (technická a letová zkouška) a marketing - 1.2 roku - 110 mil. USD
Tato čísla platí pro zkušeného a dobře organizovaného výrobce, tj. Výrobce s předchozími zkušenostmi s konstrukcí, konstrukcí, certifikací a marketingem složitého letadla. Avšak startupy jako Boom, Tesla, Blue Origin a SpaceX jsou živým důkazem toho, že skvělé vize nedělají dostatečně tvrdý cíl, který nelze dosáhnout.
