यह लेख DaVinci Aviation द्वारा लिखा गया है, एक स्टार्ट अप जो एक नए बिजनेस जेट डिजाइन पर काम कर रहा है। DaVinci Aviation अपने विचार को अगले विकास चरण में ले जाने के लिए भागीदारों की तलाश में है और वे आपकी मदद का स्वागत करते हैं। बेझिझक उनसे सीधे नीचे दिए गए फॉर्म का उपयोग करके संपर्क करें। यदि आप अपने स्टार्टअप आइडिया को समुदाय तक पहुंचाना चाहते हैं, तो कृपया हमें यहाँ से संपर्क करें।
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21st सेंचुरी बिजनेस जेट अभी नहीं है!
हवाई परिवहन शायद उन उद्योगों में से एक है जो पर्यावरण पर इसके प्रभाव के लिए सबसे अधिक जांच के दायरे में हैं, ठीक है या नहीं, उस मामले के लिए। ग्लोबल वार्मिंग विश्व सरकारों को "शून्य शुद्ध उत्सर्जन" नीतियों को परिभाषित करने और लागू करने के लिए उकसा रही है। विमानन में उन नीतियों को अधिक से अधिक कड़े नियमों द्वारा लागू किया जा रहा है जो वाणिज्यिक विमानन के लिए अगली पीढ़ी के विमान और प्रणोदक प्रणाली तैयार करेंगे। इसलिए, हरित उड्डयन मानव जाति का एक अगला दायित्व प्रतीत होता है, जो इसके साथ आने वाले व्यावसायिक अवसर के साथ है।
दरअसल, पिछले कुछ वर्षों में अधिक से अधिक उद्यमियों, स्टार्टअप्स, निवेशकों और बड़े उद्योगों ने खुद को हरित उड्डयन देने की इस दौड़ में शामिल किया है। एक तरफ अनगिनत (और अभी भी गिनती) छोटे इलेक्ट्रिक एयर व्हीकल कॉन्सेप्ट्स, जिनके चारों ओर कई छोटे प्रोपेलर वितरित किए गए हैं, कई उद्यमियों और उनके स्टार्टअप्स द्वारा UAM (अर्बन एयर मोबिलिटी) देने के लिए प्रस्तावित किए गए हैं।
लापता विनियमन की चुनौतियों को देखते हुए, लापता बुनियादी ढांचे (दोनों अभी भी एक लंबा रास्ता तय करना है) और अत्यधिक आबादी वाले क्षेत्रों में सुरक्षित संचालन की चुनौतियों को देखते हुए, ऐसा लगता है कि यूएएम विद्युतीकृत हवाई परिवहन देने के लिए एक ताजा आविष्कार की जरूरत है कम से कम शहरी पैमाने पर एक मौका, केवल एक ही जो अपनी वर्तमान सीमाओं वाली बैटरी सक्षम हो सकता है। बहरहाल, निवेशक इस तरह के स्टार्टअप्स में नगण्य मात्रा में नकदी डालते हैं।
दूसरी ओर, बड़े विमान निर्माताओं और अनुसंधान संस्थानों ने अधिक कुशल (यानी कम ईंधन की मांग वाले) विमानों की तलाश में नए विदेशी परिवहन विमान विन्यास के अध्ययन (लंबे) शुरू किए हैं।
और साथ ही, बड़े इंजन निर्माताओं के साथ, वे यह पता लगाने की कोशिश कर रहे हैं कि पेलोड के लिए बहुत अधिक मात्रा और वजन को छोड़े बिना मौजूदा एयरफ्रेम के भीतर उपन्यास हाइब्रिड प्रोपल्शन सिस्टम को कैसे एकीकृत किया जाए।
क्या विद्युतीकरण से उड्डयन कभी भी हरित हो जाएगा?
अधिक कुशलता से उड़ान भरने के लिए (और इसलिए अधिक पर्यावरण की देखभाल) विमान का वजन अंत में सबसे महत्वपूर्ण कारकों में से एक है और इसे नीचे रखा जाना चाहिए। यह आज के दृष्टिकोण से वास्तव में स्पष्ट नहीं है कि वर्तमान ई- और हाइब्रिड-प्रणोदन अवधारणाओं में कितने अतिरिक्त हार्डवेयर हैं, जैसे:
- इलेक्ट्रिक इंजन (ज्यादातर लोहे और तांबे से बने),
- उच्च वोल्टेज करघे,
- गर्मी फैलाने वाले उपकरण,
- पावर कन्वर्टर्स
- बैटरियों के इन-फ्लाइट रिचार्ज के लिए गैस जनरेटर,
- बैटरियों का वजन (प्रत्येक किलोग्राम मिट्टी के तेल के लिए ~ 11 किलोग्राम बैटरी की आवश्यकता होती है ताकि समान अवधि में समान प्रयोग करने योग्य थ्रस्ट उत्पन्न हो सके),
- जो कमी के साथ नष्ट नहीं होता (ईंधन भार के विपरीत)
एक इलेक्ट्रिक विमान को बिल्कुल भी कुशल बना सकता है।
मान लीजिए कि हम ऊपर बताए गए हार्डवेयर वजन और मात्रा की समस्याओं को हल करने के कगार पर थे और 13 के कारक द्वारा ऊर्जा घनत्व में वृद्धि प्राप्त करने के कगार पर थे (वर्तमान में ~ 300Wh/kg - लंबी दूरी की उड़ान में ईंधन को बदलने के लिए आवश्यक: ~ 4000Wh / किग्रा) बैटरियों का। क्या हम तुरंत विमानन का विद्युतीकरण कर सकते हैं?
अगला सवाल यह है कि हम बड़ी संख्या में (लाखों?) बैटरी कहां से रिचार्ज करेंगे? आज हम उन्हें इलेक्ट्रिक पावर नेट में सबसे अच्छे से प्लग कर सकते हैं जो ज्यादातर जीवाश्म और परमाणु ईंधन द्वारा संचालित होते हैं।
और फिर, हम उन सभी बैटरियों को बनाने के लिए सभी खनिजों से कहां से प्राप्त करेंगे और उन्हें बदल देंगे क्योंकि वे समाप्त हो जाते हैं (बैटरी जीवन केवल कुछ वर्षों का है)।
बैटरी के साथ वास्तव में हरे रंग की उड़ान भरने के लिए प्रमुख समस्याओं का एक और सेट पहले हल किया जाना चाहिए:
- अक्षय ऊर्जा स्रोतों (हवा, सूरज, पानी…) से बैटरियों को रिचार्ज करने के लिए वैश्विक बुनियादी ढाँचा बनाएँ। एक बिजली संयंत्र में किसी प्रकार का ईंधन जलाना, विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करना, इसे बैटरी में संग्रहीत करना और फिर बैटरी से दावा करना इंजन दहन कक्ष में सीधे ईंधन जलाने की तुलना में एक कम कुशल प्रक्रिया है।
- बड़े पैमाने पर बैटरियों के लिए खनिजों को निकालने और संसाधित करने का एक तरीका खोजें ताकि बिजली विमानन (और उस मामले के लिए मोटर वाहन) को "0 शुद्ध उत्सर्जन" फैशन में प्राप्त किया जा सके।
- समाप्त बैटरी की निर्माण सामग्री को प्रभावी ढंग से रीसायकल करने का एक तरीका खोजें। इस आखिरी चुनौती में विफल होने से जल्द ही एक अतिरिक्त वैश्विक प्रदूषण समस्या पैदा हो जाएगी, जो प्लास्टिक कचरे के रूप में भारी है।
ईमानदारी से, हम अभी तक किसी को भी नहीं देखते हैं, न ही सरकारें और न ही विद्युतीकरण के प्रशंसक इन विशाल चुनौतियों से निपटते हैं।
भले ही उन सभी समस्याओं को एक दिन हल किया जा सकता है ताकि एक हरित विमानन को सक्षम किया जा सके, आज के परिप्रेक्ष्य से कोई भी व्यावहारिक अनुप्रयोग जल्द ही हाथ में नहीं आने वाला है, और शायद, कई तकनीकी और राजनीतिक चुनौतियों के अनुपात को देखते हुए, यह जीत गया अगले पंद्रह से बीस वर्षों के लिए नहीं। और अगर यह पर्यावरण के लिए एक झटका है, तो यह व्यापार के अवसरों के लिए है।
हरित उड्डयन और व्यापार के लिए एक अवसर अभी मौजूद है
इस हड़बड़ी में किसी को भी इस बात का अहसास नहीं हुआ कि उड्डयन की एक पूरी शाखा है, व्यापार उड्डयन, जहां एक छिपा हुआ अभी तक एक बहुत बड़ा अवसर उपलब्ध है, ताकि हम अपने गृह ग्रह के प्रति अपने दायित्व को पूरा कर सकें और बड़ा मुनाफा कमा सकें। उसी समय।
इस सेगमेंट में सक्रिय निर्माताओं के लिए व्यावसायिक विमानन काफी लाभदायक बाजार है।
पिछले दस वर्षों में ये कुछ लेकिन बहुत अच्छे उदाहरण हैं कि कैसे वे निर्माता अपने नए उत्पादों की सेवा तिथि में प्रवेश से ही ऑर्डर के अत्यधिक संतोषजनक प्रवाह का आनंद ले सकते हैं।
सामान्य तौर पर बीजे का बाजार पिछले एक दशक में बहुत जीवंत रहा है और भविष्य में इसके और भी बढ़ने की उम्मीद है, खासकर अगर चीन के अधिकारी अपने हवाई क्षेत्र को निजी तौर पर खुद के विमानन के लिए उपलब्ध कराएंगे।
अंतिम लेकिन कम से कम, यदि महामारी का तत्काल प्रभाव पूरे विमान उद्योग के साथ-साथ आपूर्ति श्रृंखलाओं पर भी पड़ा है, तो इस COVID समय में धनी व्यक्तियों और निगमों की प्रतिक्रिया यह है कि निजी विमानन को बड़ी भीड़ से बचने के तरीके के रूप में देखा जाए। वाणिज्यिक विमान और हवाई अड्डे के टर्मिनल।
दूसरी ओर, यह बाजार पूरी तरह से कंपनियों के एक समूह द्वारा कब्जा कर लिया गया है, जिसे ब्रांड प्रतिष्ठा और प्रौद्योगिकी के लिए हम फेरारी और पोर्श ऑफ एविएशन कह सकते हैं। उन्होंने इसके किसी भी हिस्से में कोई जगह नहीं छोड़ी है.
फिर यह अवसर कहां है कि अब विमानन को हरित बनाना शुरू करें और इससे लाभ कमाएं?
कट्टरपंथी नवाचार के लिए क्षेत्र
यह आश्चर्यजनक हो सकता है, लेकिन आधुनिक व्यापार जेट के अधिकांश वायुगतिकीय और संरचनात्मक तत्व पिछली शताब्दी के साठ के दशक में पहले निजी जेट की शुरुआत के बाद से ज्यादा नहीं बदले हैं। बीजे के कुछ सबसे महत्वपूर्ण विक्रय बिंदु, जैसे कि निर्बाध केबिन फर्श और केबिन की ऊंचाई, विमान के लेआउट को इस तरह से चलाते हैं कि उस तरह के डिजाइन की अंतर्निहित अक्षमताएं (संरचनात्मक और वायुगतिकीय रूप से) हों।
ठीक है, एक पल के लिए कल्पना करें कि आप "कार्बन कॉपी" उत्पादों से भरे बाजार में ला सकते हैं जो एक दूसरे से मुश्किल से अलग हैं, एक हवाई जहाज जो अपनी सुरुचिपूर्ण लेकिन भविष्य की रेखाओं के साथ सीधे विज्ञान कथा फिल्म से निकलता प्रतीत होता है। और कल्पना कीजिए कि यह विमान पेश कर सकता है
- मौजूदा विमान के संबंध में 30+% विशिष्ट वायु सीमा (एक विमान कितने मील प्रति पाउंड जले हुए ईंधन की उड़ान भरता है) में सुधार हुआ
- तदनुसार कम CO2 उत्सर्जन
- मौजूदा डिजाइनों की तुलना में यात्रियों को अधिक केबिन आराम और सुविधाएं प्रदान करते हैं
- व्यापार जेट बाजार खंड में 500+m$/वर्ष का व्यवसाय अवसर सृजित करने के लिए
- और वाणिज्यिक उड्डयन को भी नया आकार देने के लिए एक अग्रदूत बनें
- भविष्य में किसी भी प्रकार की प्रणोदन प्रणाली (पूरी तरह से इलेक्ट्रिक, हाइब्रिड, हाइड्रोजन ...) को समायोजित करने की क्षमता उपलब्ध होनी चाहिए और वास्तव में वर्तमान की तुलना में अधिक कुशल होनी चाहिए।
DaVinci Aviation में हमने इन लक्ष्यों को ध्यान में रखकर शुरुआत की। हमने मौजूदा डिजाइनों के तत्वों पर जमीनी स्तर पर पुनर्विचार किया और हमने बिजनेस जेट को वास्तव में 21वीं सदी, पर्यावरण की देखभाल करने वाले प्रकार के विमान में बदल दिया।
हमें लगता है कि हम इस प्रक्रिया में सफल हुए और हमारे इंजीनियरिंग कार्य के आधार पर हमारे प्रदर्शन अनुमान, हमारी अवधारणा का एक महत्वपूर्ण लाभ दिखाते हैं, विमान को दो बाजार खंडों में एक साथ (हल्के और मध्यम आकार के व्यापार जेट) में wrt करते हैं।
हम उपरोक्त दो बाजार खंडों में मौजूदा विमानों की तुलना में समान या उच्च क्रूज गति पर डिजाइन द्वारा एक हरियाली एयरफ्रेम, यानी कम खपत (और इसलिए उत्सर्जन) की पेशकश कर सकते हैं।
व्यक्तियों और सरकारों की बढ़ती पर्यावरण जागरूकता के आलोक में, एक हरित विमान का अर्थ है आम जनता, प्रमाणन एजेंसियों, राजनीतिक नेताओं, पर्यावरण की देखभाल करने वाले व्यवसायियों और निगमों द्वारा व्यापक स्वीकृति।
आगे का रास्ता
हमने अवधारणा के स्तर पर एक डिजाइन विकसित किया है। वैचारिक डिजाइन प्रत्येक बड़े विमान निर्माता में एक सामान्य और मौलिक अभ्यास है जो मांग प्रारंभिक डिजाइन चरण में आगे बढ़ने से पहले इंजीनियरिंग और विपणन दोनों दृष्टिकोणों से एक अवधारणा की सुदृढ़ता स्थापित करता है। यह वही है जो हम अपने संसाधनों से हासिल कर सकते हैं।
अगले चरण मौलिक हैं और फिर भी बहुत आर्थिक रूप से और समय की मांग नहीं कर रहे हैं: हमारे पूर्वानुमानों की पुष्टि करने और अवधारणा क्षमता को मजबूत करने के लिए हमारे परिणामों के अधिक विस्तार से सत्यापन की आवश्यकता है, उदाहरण के लिए एयर एम्बुलेंस जैसे विशेष मिशनों में। इस लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए विमान के आभासी वायुगतिकीय और संरचनात्मक मॉडल बनाए जाने चाहिए। वायुगतिकीय मॉडल को अधिक सटीकता के साथ प्रस्तावित विन्यास की वायुगतिकीय ड्रैग और अन्य स्थिरता विशेषताओं की भविष्यवाणी करने के लिए एक आभासी (गणितीय) पवन-सुरंग में चलाया जाएगा। संरचनात्मक लेआउट मॉडल संरचनात्मक व्यवहार्यता, विमान तत्वों के सामान्य लेआउट, आवश्यक सामग्री प्रौद्योगिकी और विमान के खाली वजन का अधिक सटीक अनुमान प्रदान करेगा। इस चरण का आर्थिक प्रयास 250k€ के क्रम में हो सकता है।
यह मानते हुए कि अवधारणा उड़ने वाले रंगों के साथ जांच पास करेगी, जैसा कि हम उम्मीद करते हैं, एक वित्तीय और तकनीकी मशीन, कंपनी को बनाया जाना होगा, जो जीवन को प्रमाणित करने और अवधारणा को बाजार में लाने में सक्षम है।
इस तरह की एक परियोजना ~ ६ साल के समय के पैमाने पर ५०० मिलियन डॉलर के क्रम में होगी जो मोटे तौर पर निम्नानुसार वितरित की जाएगी:
• पीडीआर के लिए प्रारंभिक डिजाइन - 1.2 वर्ष - 70mln
• सीडीआर के लिए विस्तृत डिजाइन -1.5 वर्ष - 90m$
• 1 प्रोटोटाइप बिल्ड - 8m$ - 3 आवश्यक
• विकास (इंजीनियरिंग और उड़ान परीक्षण) - 2 साल - 180m$
• प्रमाणन (इंजीनियरिंग और उड़ान परीक्षण) और मार्केटिंग - 1.2 वर्ष - 110m$
ये नंबर एक अनुभवी और सुव्यवस्थित निर्माता पर लागू होते हैं, यानी एक ऐसे निर्माता के पास एक जटिल विमान के डिजाइन, निर्माण, प्रमाणन और विपणन में पिछले अनुभव के साथ। हालाँकि, बूम, टेस्ला, ब्लू ओरिजिन और स्पेसएक्स जैसे स्टार्टअप इस बात के जीवंत प्रमाण हैं कि महान दृष्टिकोण किसी भी लक्ष्य को इतना कठिन नहीं बनाते हैं जिसे हासिल नहीं किया जा सकता है।
