Ovaj je članak napisao DaVinci Aviation, početnik koji radi na novom dizajnu poslovnog aviona. DaVinci Aviation traži partnere kako bi svoju ideju odveli u sljedeću razvojnu fazu i pozdravljaju vašu pomoć. Slobodno ih kontaktirajte izravno putem donjeg obrasca. Ako želite predstaviti svoju početnu ideju zajednici, molim vas kontaktirajte nas ovdje.
Pregled sadržaja
21st STOLJEĆNOG POSLOVNOG MLAZA NEMA!
Zračni promet je možda jedna od djelatnosti koja je najviše pod lupom zbog utjecaja na okoliš, s pravom ili ne. Globalno zatopljenje potiče svjetske vlade da definiraju i provode politike „nulte neto emisije“. U zrakoplovstvu se te politike provode sve strožim propisima koji će stvoriti sljedeću generaciju zrakoplova i pogonskih sustava za komercijalno zrakoplovstvo. Dakle, čini se da je zeleno zrakoplovstvo sljedeća obveza čovječanstva s poslovnom prilikom koja dolazi s njim.
Doista, u posljednjih nekoliko godina sve je više poduzetnika, startupa, investitora i same velike industrije u ovoj utrci za postizanje zelenijeg zrakoplovstva. S jedne strane, bezbrojni (i još uvijek broje) koncepti malih električnih zračnih vozila s mnogo malih propelera raspoređenih uokolo predložili su isto toliko poduzetnika i njihovih startupa za isporuku UAM-a (Urban Air Mobility).
S obzirom na izazove nedostajuće regulative, a kamoli izazova nedostajuće infrastrukture (i dalje je dug put) i sigurnih operacija u visoko naseljenim područjima, čini se pomalo kao da je UAM svježe izmišljena potreba za pružanjem elektrificiranog zračnog prijevoza šansa barem u urbanim razmjerima, jedina za koju bi baterije sa svojim trenutnim ograničenjima mogle biti sposobne. Unatoč tome, ulagači u ovu vrstu startupa ulažu zanemariv iznos novca.
S druge strane, veliki proizvođači zrakoplova i istraživačka institucija (dugo) pokrenuli su studije novih konfiguracija egzotičnih transportnih zrakoplova u potrazi za učinkovitijim (tj. Manje zahtjevnim gorivima) zrakoplovima.
A istodobno, zajedno s velikim proizvođačima motora, pokušavaju smisliti kako integrirati nove hibridne pogonske sustave unutar trenutnih okvira, a da se pritom ne odriču previše količine i težine korisnog tereta.
HOĆE LI ELEKTRIFIKACIJA IKADA UČINITI AVIACIJU BILO ZELENIJOM?
Da bi se učinkovitije letjelo (a time i brinulo se za okoliš) težina zrakoplova je na kraju jedan od najvažnijih čimbenika i mora se smanjiti. Iz današnje perspektive doista je nejasno koliko puno dodatnog hardvera u trenutnim konceptima e- i hibridnog pogona, kao što su:
- električni motori (uglavnom od željeza i bakra),
- visokonaponski razboji,
- uređaji za odvođenje topline,
- pretvarači snage
- generatori plina za punjenje baterija u letu,
- Težina baterija (za svaki kilogram kerozina potrebno je ~ 11 kg baterija da bi se stvorio isti korisni potisak tijekom istog trajanja),
- koji se ne troši trošenjem (suprotno težini goriva)
uopće može učiniti električni zrakoplov učinkovitim.
Recimo da smo bili na rubu rješavanja problema gore spomenute hardverske težine i zapremine i postizanja povećanja gustoće energije za faktor 13 (trenutno ~ 300Wh / kg - potrebno za zamjenu goriva u letu velike daljine: ~ 4000Wh / kg) baterija. Možemo li odmah elektrificirati zrakoplovstvo?
Sljedeće je pitanje: odakle bismo napunili ogroman broj (milijuna?) Baterija? Danas bismo ih u najboljem slučaju mogli uključiti u elektroenergetske mreže koje se uglavnom napajaju fosilnim i nuklearnim gorivom.
A onda, odakle bismo dobili sve minerale za izgradnju tih mnogo baterija i zamjenu kako se istroše (vijek trajanja baterije je samo nekoliko godina).
Da bismo stvarno letjeli zeleno s baterijama, prvo treba riješiti još jedan skup glavnih problema:
- Stvorite globalnu infrastrukturu za punjenje baterija iz obnovljivih izvora energije (vjetar, sunce, voda ...). Izgaranje neke vrste goriva u elektrani, generiranje električne energije, pohranjivanje u baterije i zatim tvrđenje da je iz same baterije manje je učinkovit postupak od izravnog sagorijevanja goriva u komori za izgaranje motora.
- Pronađite način za vađenje i preradu minerala za baterije u širokom opsegu za pogon zrakoplovstva (i automobilske industrije) na način "0 neto emisija".
- Pronađite način za učinkovitu reciklažu građevinskih materijala ispražnjenih baterija. Neuspjeh u ovom posljednjem izazovu uskoro bi stvorio dodatni globalni problem onečišćenja koji je neodoljiv poput samog plastičnog otpada.
Iskreno, još uvijek ne vidimo nikoga, ni vlade ni ljubitelji elektrifikacije koji se ne nose s tim neizmjernim izazovima.
Iako bi se svi ti problemi mogli jednog dana riješiti kako bi se omogućilo zelenije zrakoplovstvo, iz današnje perspektive uskoro neće biti pri ruci nijedna praktična primjena, a možda je, s obzirom na razmjere mnogih tehničkih i političkih izazova, pobijedila to neće biti sljedećih petnaest do dvadeset godina. A ako je ovo udarac za okoliš, onda je i za poslovne prilike.
PRILIKA ZA ZELENU AVIACIJU I ZA POSLOVANJE POSTOJI SADA
Čini se da u ovoj navali nitko nije shvatio da postoji cijela grana zrakoplovstva, poslovno zrakoplovstvo, u kojem je trenutno na raspolaganju skrivena, ali ogromna prilika da letimo zelenijim, ispunjavajući time svoju obvezu prema našem rodnom planetu i ostvarujući veliku dobit isto vrijeme.
To je poslovno zrakoplovstvo prilično profitabilno tržište za aktivne proizvođače u ovom segmentu.
Ovo je nekoliko, ali vrlo dobrih primjera tijekom posljednjih deset godina kako su ti proizvođači mogli uživati u zadovoljavajućem tijeku narudžbi od samog ulaska u upotrebu njihovih novih proizvoda.
Općenito, tržište BJ-a bilo je vrlo živo tijekom proteklog desetljeća i očekuje se da će još više rasti u budućnosti, posebno ako kineske vlasti stave svoje zračne prostore na raspolaganje privatnom zrakoplovstvu.
I na kraju, ali ne najmanje važno, ako je neposredni učinak pandemije pogodio i cijelu zrakoplovnu industriju kroz opskrbne lance, reakcija bogatih pojedinaca i korporacija na ovo COVID vrijeme je da privatno zrakoplovstvo gleda kao način izbjegavanja velike gužve komercijalni zrakoplovi i aerodromski terminali.
S druge strane, ovo je tržište u potpunosti zauzeto gomilom tvrtki koje bismo zbog reputacije i tehnologije mogli nazvati Ferrari i Porsche iz zrakoplovstva. Ni u jednom segmentu nisu ostavili nišu.
Gdje je onda ta prilika da zrakoplovstvo počnemo sada činiti zelenijim i s tim zarađivati?
PODRUČJA ZA RADIKALNE INOVACIJE
Moglo bi biti iznenađujuće, ali većina aerodinamičkih i strukturnih elemenata modernog poslovnog mlažnjaka nije se puno promijenila od uvođenja prvog privatnog aviona u šezdesetim godinama prošlog stoljeća. Neke od najvažnijih prodajnih mjesta BJ-a, poput nesmetanog poda i visine kabine, pokreću raspored zrakoplova na način da postoje inherentne neučinkovitosti (strukturno i aerodinamički) takve vrste dizajna.
Pa, zamislite na trenutak koji možete donijeti na tržište prepuno proizvoda "kopiranih ugljikom", jedva međusobno raspoznatljivih, avion koji svojim elegantnim, ali futurističkim linijama izgleda izravno iz znanstveno-fantastičnog filma. Zamislite da ovaj zrakoplov može ponuditi
- poboljšan za do 30 +% specifičnog dometa zraka (koliko milja zrakoplov leti po kilogramu izgorjelog goriva) u odnosu na postojeći zrakoplov
- sukladno tome smanjili emisiju CO2
- pružiti više udobnosti i udobnosti u kabini putnicima nego što to čine postojeći dizajni
- stvoriti poslovnu priliku od 500 + mil USD godišnje u segmentu tržišta poslovnih zrakoplova
- i biti preteča i za preoblikovanje komercijalnog zrakoplovstva
- potencijal za smještaj bilo koje vrste budućih pogonskih sustava (potpuno električni, hibridni, vodik ...) ako postanu dostupni i doista budu učinkovitiji od sadašnjih.
U zrakoplovstvo DaVinci krenuli smo s tim ciljevima. Preispitali smo iz temelja elemente trenutnog dizajna i preoblikovali smo poslovni avion u istinski zrakoplov koji brine o okolišu 21. stoljeća.
Mislimo da smo uspjeli u ovom procesu i da naše projekcije performansi, temeljene na našem inženjerskom radu, pokazuju značajnu prednost našeg koncepta, otvarajući zrakoplove odjednom u dva tržišna segmenta (laki i srednji poslovni avioni).
Dizajnom možemo ponuditi zeleniji zrakoplovni okvir, tj. Manju potrošnju (a time i emisije) pri jednakoj ili većoj kružnoj brzini od postojećih zrakoplova u dva gore navedena tržišna segmenta.
U svjetlu sve veće ekološke svijesti pojedinaca i vlada, zeleniji zrakoplov znači šire prihvaćanje od strane šire javnosti, certifikacijskih agencija, političkih čelnika, poslovnih ljudi i korporacija koji brinu o okolišu.
PUT NAPRIJED
Razvili smo dizajn u fazi koncepta. Idejni projekt uobičajena je i temeljna praksa svakog velikog proizvođača zrakoplova da prije uspostavljanja zahtjevne faze preliminarnog dizajna utvrdi ispravnost koncepta s inženjerskog i marketinškog stajališta. To je ono što bismo mogli postići vlastitim sredstvima.
Sljedeći koraci su temeljni, a opet nisu financijski i vremenski zahtjevni: potrebna je detaljnija provjera naših rezultata kako bi se potvrdila naša predviđanja i konsolidirao koncept potencijal, na primjer u posebnim misijama poput zračne hitne pomoći. Da bi se postigao ovaj cilj moraju se stvoriti virtualni aerodinamični i strukturni modeli zrakoplova. Aerodinamički model provodio bi se u virtualnom (matematičkom) vjetrobranskom tunelu kako bi se s većom točnošću predvidio aerodinamički otpor i druge karakteristike stabilnosti predložene konfiguracije. Model strukturnog rasporeda pružio bi pregled strukturne izvedivosti, opći raspored elemenata zrakoplova, potrebnu tehnologiju materijala i precizniju procjenu prazne težine zrakoplova. Financijski napor ove faze mogao bi iznositi oko 250 tisuća eura.
Pod pretpostavkom da će koncept proći kontrolu pod velikim brzinama, kao što to očekujemo, morao bi se stvoriti financijski i tehnički stroj, tvrtka sposobna za oživljavanje i certificiranje koncepta.
Ovakav projekt trebao bi iznositi 500 milijuna američkih dolara na vremenskoj skali od ~ 6 godina, raspodijeljeno otprilike kako slijedi:
• Idejni projekt za PDR - 1.2 godine - 70 mln
• Glavni projekt za CDR -1.5 godine - 90 milijuna dolara
• 1 izrada prototipa - 8 milijuna dolara - potrebna su 3
• Razvoj (inženjerski i letački test) - 2 godine - 180 milijuna dolara
• Certifikacija (inženjerski i letački test) i marketing - 1.2 godine - 110 milijuna USD
Ovi se brojevi odnose na iskusnog i dobro organiziranog proizvođača, tj. Proizvođača s prethodnim iskustvom u projektiranju, izradi, certificiranju i marketingu složenog zrakoplova. Međutim, startupi kao što su Boom, Tesla, Blue Origin i SpaceX živi su dokaz da sjajne vizije ne čine dovoljno teškim cilj koji se ne može postići.
