Denne artikel er skrevet af DaVinci Aviation, en opstart, der har arbejdet med et nyt forretningsjet design. DaVinci Aviation leder efter partnere for at føre deres idé til den næste udviklingsfase, og de byder din hjælp velkommen. Du er velkommen til at kontakte dem direkte ved hjælp af formularen nedenfor. Hvis du ønsker at kaste din opstartside til samfundet, bedes du kontakte os her.
Indholdsfortegnelse
21st CENTURY BUSINESS JET ER IKKE DER DER!
Lufttransport er måske en af de industrier, der er mest under kontrol for dens indvirkning på miljøet, med rette eller ej, for den sags skyld. Den globale opvarmning tilskynder verdensregeringerne til at definere og håndhæve politikker med "nul netto-emissioner". I luftfarten håndhæves disse politikker af mere og mere strenge regler, der vil skabe den næste generation af fly og fremdrivningssystemer til kommerciel luftfart. Så grøn luftfart ser ud til at være en næste forpligtelse for menneskeheden med den forretningsmulighed, der følger med den.
I de sidste par år har faktisk flere og flere iværksættere, startups, investorer og den store industri selv sat i dette løb for at levere en grønnere luftfart. På den ene side er utallige (og stadig tællende) små elektriske luftkøretøjskoncepter med mange små propeller fordelt rundt omkring blevet foreslået af lige så mange iværksættere og deres startups til at levere UAM (Urban Air Mobility).
I betragtning af udfordringerne ved den manglende regulering, endsige dem med den manglende infrastruktur (begge er endnu en lang vej frem) og sikker drift i højt befolkede områder, føles det lidt som UAM er et nyt opfundet behov for at give den elektrificerede lufttransport i det mindste en chance i byskala, den eneste, som batterier med deres nuværende begrænsninger muligvis er i stand til. Ikke desto mindre placerer investorer ikke ubetydelige kontantbeløb i denne form for startups.
På den anden side har store flyproducenter og forskningsinstitutioner (længe) indledt undersøgelser af nye eksotiske transportflykonfigurationer i søgen efter mere effektive (dvs. mindre brændstofkrævende) fly.
Og på samme tid forsøger de sammen med de store motorfabrikanter at finde ud af, hvordan man integrerer nye hybridfremdrivningssystemer i nuværende flyramme uden at opgive for meget af volumen og vægt for nyttelast.
VIL ELECTRIFICATION ALDRIG GØRE LUFTFART NOEN GRØNNERE?
For at flyve mere effektivt (og derfor mere miljøvenligt) er flyvægt i sidste ende en af de vigtigste faktorer og skal holdes nede. Det er virkelig uklart fra dagens perspektiv, hvor masser af ekstra hardware i de nuværende e- og hybridfremdrivningskoncepter, såsom:
- elektriske motorer (hovedsagelig lavet af jern og kobber),
- højspændingsvæve,
- varmeafledende enheder
- strømkonverter
- gasgeneratorer til genopladning af batterier under flyvning
- Batterivægt (for hvert kilogram petroleum ~ 11 kg batterier kræves for at generere det samme anvendelige tryk over den samme varighed),
- som ikke forsvinder med udtømning (modsat brændstofvægt)
kan overhovedet gøre et elektrisk fly effektivt.
Lad os sige, at vi var ved at løse hardwarevægt- og volumenproblemerne, der netop er nævnt ovenfor, og for at opnå en forøgelse af energitætheden med en faktor på 13 (i øjeblikket ~ 300Wh / kg - krævet for at udskifte brændstof ved langdistanceflyvning: ~ 4000Wh / kg) af batterierne. Kunne vi straks elektrificere luftfart?
Det næste spørgsmål er: hvor ville vi genoplade et stort antal (millioner?) Batterier fra? I dag kunne vi i bedste fald tilslutte dem til de elektriske net, der for det meste drives af fossilt og nukleart brændsel.
Og så, hvor skulle vi få fra alle mineralerne til at opbygge så mange batterier og udskifte dem, når de bliver tomme (batteriets levetid er kun på få år).
For virkelig at flyve grønt med batterier, skal et andet sæt af store problemer først løses:
- Opret den globale infrastruktur til at genoplade batterier fra vedvarende energikilder (vind, sol, vand ...). At brænde en slags brændstof i et kraftværk, generere elektrisk energi, opbevare det i batterier og derefter hævde, at det fra selve batteriet er en mindre effektiv proces end direkte forbrænding af brændstof i et motorforbrændingskammer.
- Find en måde at udvinde og behandle mineralerne til batterierne i stor skala til at drive luftfart (og bilindustrien for den sags skyld) på lige så meget "0 netto emission" måde.
- Find en måde, hvorpå du effektivt kan genbruge byggematerialerne til de udtømte batterier. Manglende denne sidste udfordring vil snart skabe et yderligere globalt forureningsproblem så overvældende som selve plastaffaldet.
Ærligt talt ser vi endnu ingen, hverken regeringer eller fans af elektrificering tackle disse enorme udfordringer.
Selvom alle disse problemer muligvis løses en dag for at muliggøre en grønnere luftfart, vil der fra nutidens perspektiv ikke være nogen praktisk anvendelse inden for kort tid, og måske i betragtning af andelen af de mange tekniske og politiske udfordringer vandt den det skal ikke være de næste femten til tyve år. Og hvis dette er et slag for miljøet, så er det også for forretningsmulighederne.
EN MULIGHED FOR GRØN LUFTFART OG FOR FORRETNINGSBEHANDLINGER NU
I dette rush ser ingen ud til at have indset, at der er en hel gren af luftfarten, forretningsflyvningen, hvor en skjult, men alligevel en enorm mulighed er tilgængelig lige nu for at flyve grønnere og derfor opfylder vores forpligtelse over for vores hjemplanet og at skabe store overskud på samme tid.
Forretningsflyvning er et ganske rentabelt marked for de aktive producenter i dette segment.
Dette er et par, men meget gode eksempler i løbet af de sidste ti år på, hvordan disse producenter kunne nyde en meget tilfredsstillende strøm af ordrer fra produktionsdatoen for deres nye produkter.
Generelt har markedet for BJ'er været meget livligt i løbet af det sidste årti, og det forventes at vokse endnu mere i fremtiden, især hvis Kinas myndigheder vil stille deres luftrum til rådighed for privatflyvning.
Sidst men ikke mindst, hvis pandemiens umiddelbare virkning har ramt hele flyindustrien også gennem forsyningskæderne, er velhavende enkeltpersoner og virksomheders reaktion på denne COVID-tid at se på privat luftfart som en måde at undgå store overfyldte kommercielle fly og lufthavnsterminaler.
På den anden side er dette marked fuldt besat af en flok virksomheder, at vi for brandmærke og teknologi kunne kalde luftfart Ferrari og Porsche. De har ikke efterladt nogen niche i intet segment af den.
Hvor er så denne mulighed for at begynde at gøre luftfarten grønnere nu og få fortjeneste med den?
OMRÅDER FOR RADIKAL INNOVATION
Det kan være overraskende, men de fleste aerodynamiske og strukturelle elementer i en moderne forretningsfly har ikke ændret sig meget siden introduktionen af den første private jetfly i tresserne i sidste århundrede. Nogle af de vigtigste salgssteder i en BJ, sådan har uafbrudt kabinebund og kabinehøjde, kører flylayoutet på en måde, så der er iboende ineffektiviteter (strukturelt og aerodynamisk) af den slags design.
Nå, forestil dig et øjeblik, at du kan bringe til et marked fuldt af "kulstofkopierede" produkter, der næppe kan skelnes fra hinanden, et fly, der med sine elegante, men futuristiske linjer ser ud til at dukke op direkte fra en science fiction-film. Og forestil dig, at dette fly kan tilbyde
- forbedret med op til 30 +% specifikt luftområde (hvor mange miles et fly flyver pr. pund brændt brændstof) i forhold til eksisterende fly
- reducerede CO2-emissioner i overensstemmelse hermed
- giver passagererne mere kabinekomfort og bekvemmeligheder end det eksisterende design gør
- at skabe en forretningsmulighed på 500 + m $ / år inden for forretningsjet-markedssegmentet
- og også være en forløber for omformning af den kommercielle luftfart
- potentialet til at rumme enhver form for fremtidige fremdrivningssystemer (fuldt elektriske, hybrid, brint ...), hvis de bliver tilgængelige og virkelig er mere effektive end de nuværende.
Hos DaVinci Aviation satte vi os i mål med disse mål. Vi genovervejede grundlæggende elementerne i de nuværende designs, og vi genopfandt forretningsflyet til et virkelig 21. århundrede, miljøpleje slags fly.
Vi tror, at vi er lykkedes i denne proces, og vores præstationsfremskrivninger, baseret på vores tekniske arbejde, viser en væsentlig fordel ved vores koncept, med flyet i to markedssegmenter på én gang (lette og mellemstore forretningsfly).
Vi kan tilbyde en grønnere flyramme efter design, dvs. lavere forbrug (og dermed emissioner) ved samme eller højere cruisehastighed end eksisterende fly i de to ovenstående markedssegmenter.
I lyset af den voksende miljøbevidsthed hos enkeltpersoner og regeringer betyder et grønnere fly bredere accept af offentligheden, certificeringsbureauer, politiske ledere, forretningsmænd og virksomheder, der tager sig af miljøet.
VEJEN FREM
Vi har udviklet et design på konceptstadiet. Det konceptuelle design er en almindelig og grundlæggende praksis for hver stor flyproducent for at fastslå konceptets sundhed både fra det tekniske og markedsføringsmæssige synspunkt, inden man går videre i den krævende foreløbige designfase. Dette er hvad vi kunne opnå med vores egne ressourcer.
De næste skridt er grundlæggende og alligevel ikke særlig økonomiske og tidskrævende: en mere detaljeret verifikation af vores resultater kræves for at bekræfte vores forudsigelser og konsolidere konceptpotentialet, for eksempel i specielle missioner som luftambulance. For at nå dette mål skal der oprettes virtuelle aerodynamiske og strukturelle modeller af flyet. Den aerodynamiske model køres i en virtuel (matematisk) vindtunnel for at forudsige den aerodynamiske træk og andre stabilitetsegenskaber ved den foreslåede konfiguration med større nøjagtighed. Den strukturelle layoutmodel giver et overblik over den strukturelle gennemførlighed, det generelle layout af flyelementerne, den krævede materialeteknologi og et mere nøjagtigt skøn over flyets tomme vægt. Den økonomiske indsats i denne fase kan være i størrelsesordenen 250k €.
Hvis vi antager, at konceptet ville bestå kontrol med flyvende farver, som vi forventer, ville det være nødvendigt at skabe en økonomisk og teknisk maskine, virksomheden, der er i stand til at give liv til at certificere og markedsføre konceptet.
Et projekt som dette ville være i størrelsesordenen 500 m $ på en tidsskala på ~ 6 år fordelt omtrent som følger:
• Foreløbigt design til PDR - 1.2 år - 70 mln
• Detaljeret design til CDR -1.5 år - 90m $
• 1 prototype build - 8m $ - 3 kræves
• Udvikling (ingeniør- og flyvetest) - 2 år - 180 mio. $
• Certificering (engineering & flight test) og marketing - 1.2 år - 110m $
Disse tal gælder for en erfaren og velorganiseret producent, dvs. en producent med tidligere erfaring med design, konstruktion, certificering og markedsføring af et komplekst fly. Imidlertid er startups som Boom, Tesla, Blue Origin og SpaceX det levende bevis på, at store visioner ikke gør noget mål hårdt nok, som ikke kan opnås.
