เริ่มต้น: การออกแบบเครื่องบินใหม่ของ Da-Vinci Aviation เพื่อปฏิวัติกลุ่มธุรกิจเจ็ท

บทความนี้เขียนขึ้นโดย DaVinci Aviation สตาร์ทอัพที่ทำงานเกี่ยวกับการออกแบบเครื่องบินสำหรับธุรกิจใหม่ DaVinci Aviation กำลังมองหาพันธมิตรเพื่อนำแนวคิดของพวกเขาไปสู่ขั้นตอนการพัฒนาต่อไป และพวกเขายินดีรับความช่วยเหลือจากคุณ โปรดติดต่อพวกเขาโดยตรงโดยใช้แบบฟอร์มด้านล่าง หากคุณต้องการนำเสนอแนวคิดในการเริ่มต้นสู่ชุมชน โปรด ติดต่อเราที่นี่

21st CENTURY Business JET ยังไม่มี!

การขนส่งทางอากาศอาจเป็นหนึ่งในอุตสาหกรรมที่อยู่ภายใต้การพิจารณาอย่างถี่ถ้วนมากที่สุดสำหรับผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ไม่ว่าจะด้วยเหตุผลใดก็ตาม ภาวะโลกร้อนกำลังกระตุ้นให้รัฐบาลโลกกำหนดและบังคับใช้นโยบาย "การปล่อยมลพิษสุทธิเป็นศูนย์" ในการบิน นโยบายเหล่านั้นถูกบังคับใช้โดยกฎระเบียบที่เข้มงวดมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งจะสร้างเครื่องบินรุ่นต่อไปและระบบขับเคลื่อนสำหรับการบินเชิงพาณิชย์ ดังนั้น การบินสีเขียวจึงดูเหมือนจะเป็นภาระหน้าที่ต่อไปของมนุษยชาติด้วยโอกาสทางธุรกิจที่มาพร้อมกับมัน 

อันที่จริง ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ผู้ประกอบการ สตาร์ทอัพ นักลงทุน และอุตสาหกรรมขนาดใหญ่จำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ได้เข้าร่วมการแข่งขันเพื่อส่งมอบการบินที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมากขึ้น ด้านหนึ่งมีแนวคิดเกี่ยวกับรถยนต์ไฟฟ้าขนาดเล็กจำนวนนับไม่ถ้วน (และยังคงนับอยู่) ที่มีใบพัดขนาดเล็กจำนวนมากกระจายอยู่รอบ ๆ ได้รับการเสนอโดยผู้ประกอบการจำนวนมากและการเริ่มต้นของพวกเขาเพื่อส่งมอบ UAM (Urban Air Mobility) 

จากความท้าทายของกฎระเบียบที่ขาดหายไป นับแต่โครงสร้างพื้นฐานที่ขาดหายไป (ทั้งที่ยังอีกยาวไกล) และการปฏิบัติงานที่ปลอดภัยในพื้นที่ที่มีประชากรสูง รู้สึกเหมือน UAM เป็นความต้องการที่คิดค้นขึ้นใหม่เพื่อให้การขนส่งทางอากาศด้วยไฟฟ้า อย่างน้อยก็มีโอกาสในระดับเมือง สิ่งเดียวที่แบตเตอรี่ที่มีข้อจำกัดในปัจจุบันอาจทำได้ อย่างไรก็ตาม นักลงทุนใส่เงินสดจำนวนเล็กน้อยในการเริ่มต้นประเภทนี้

ในอีกทางหนึ่ง ผู้ผลิตเครื่องบินขนาดใหญ่และสถาบันวิจัยได้เริ่มการศึกษา (เป็นเวลานาน) เกี่ยวกับรูปแบบเครื่องบินขนส่งที่แปลกใหม่ในการแสวงหาเครื่องบินที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น (กล่าวคือ ใช้เชื้อเพลิงน้อยลง)

และในเวลาเดียวกัน ร่วมกับผู้ผลิตเครื่องยนต์รายใหญ่ พวกเขากำลังพยายามหาวิธีผสานรวมระบบขับเคลื่อนไฮบริดแบบใหม่ภายในเฟรมอากาศปัจจุบันโดยไม่สูญเสียปริมาตรและน้ำหนักมากเกินไปสำหรับน้ำหนักบรรทุก

ไฟฟ้าจะทำให้การบินมีความเขียวขจีหรือไม่?

เพื่อที่จะบินได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น (และด้วยเหตุนี้จึงใส่ใจสิ่งแวดล้อมมากขึ้น) น้ำหนักของเครื่องบินจึงเป็นปัจจัยที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งและต้องรักษาไว้ จากมุมมองของวันนี้ไม่ชัดเจนนักว่ามีฮาร์ดแวร์เพิ่มเติมจำนวนมากในแนวคิด e- และ hybrid-propulsion ในปัจจุบัน เช่น:

  1. เครื่องยนต์ไฟฟ้า (ส่วนใหญ่ทำจากเหล็กและทองแดง)
  2. เครื่องทอผ้าไฟฟ้าแรงสูง,
  3. อุปกรณ์กระจายความร้อน,
  4. ตัวแปลงไฟ
  5. เครื่องกำเนิดก๊าซสำหรับชาร์จแบตเตอรี่ในเที่ยวบิน,
  6. น้ำหนักแบตเตอรี่ (สำหรับน้ำมันก๊าดทุกกิโลกรัม ~11 กก. ของแบตเตอรี่จะต้องสร้างแรงขับที่ใช้งานได้เหมือนกันในช่วงเวลาเดียวกัน)
  7. ซึ่งไม่สลายไปพร้อมกับการสิ้นเปลือง (ตรงข้ามกับน้ำหนักเชื้อเพลิง)

สามารถทำให้เครื่องบินไฟฟ้ามีประสิทธิภาพได้เลย

สมมติว่าเราใกล้จะแก้ปัญหาน้ำหนักและปริมาตรของฮาร์ดแวร์ตามที่กล่าวไว้ข้างต้นแล้ว และได้รับความหนาแน่นของพลังงานเพิ่มขึ้น 13 เท่า (ปัจจุบันอยู่ที่ ~300Wh/kg - จำเป็นต้องเปลี่ยนเชื้อเพลิงในเที่ยวบินระยะไกล: ~4000Wh /กก.) ของแบตเตอรี่ เราสามารถขับเคลื่อนการบินได้ทันทีหรือไม่?

คำถามต่อไปคือ เราจะชาร์จแบตเตอรี่จำนวนมาก (ล้าน?) จากที่ไหน? วันนี้เราสามารถเสียบปลั๊กเข้ากับโครงข่ายพลังงานไฟฟ้าซึ่งส่วนใหญ่ใช้พลังงานจากฟอสซิลและเชื้อเพลิงนิวเคลียร์เป็นส่วนใหญ่

แล้วเราจะเอาแร่ธาตุมาจากไหนเพื่อสร้างแบตเตอรี่จำนวนมากและเปลี่ยนใหม่เมื่อแบตเตอรี่หมด (อายุแบตเตอรี่เพียงไม่กี่ปีเท่านั้น)

เพื่อที่จะให้แบตเตอรี่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมอย่างแท้จริง ปัญหาสำคัญอีกชุดหนึ่งควรได้รับการแก้ไขก่อน:

  1. สร้างโครงสร้างพื้นฐานระดับโลกเพื่อชาร์จแบตเตอรี่จากแหล่งพลังงานหมุนเวียน (ลม แสงแดด น้ำ…) การเผาไหม้เชื้อเพลิงบางชนิดในโรงไฟฟ้า สร้างพลังงานไฟฟ้า เก็บไว้ในแบตเตอรี่ แล้วอ้างสิทธิ์จากแบตเตอรี่เองเป็นกระบวนการที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าการเผาไหม้เชื้อเพลิงโดยตรงในห้องเผาไหม้ของเครื่องยนต์
  2. ค้นหาวิธีสกัดและประมวลผลแร่ธาตุสำหรับแบตเตอรี่ในขนาดกว้างใหญ่เพื่อขับเคลื่อนการบิน (และยานยนต์สำหรับเรื่องนั้น) ในรูปแบบ "0 การปล่อยสุทธิ" ให้มาก
  3. หาวิธีรีไซเคิลวัสดุก่อสร้างของแบตเตอรี่ที่หมดอย่างมีประสิทธิภาพ ความล้มเหลวในความท้าทายสุดท้ายนี้จะสร้างปัญหามลพิษทั่วโลกเพิ่มเติมในไม่ช้าเช่นเดียวกับขยะพลาสติก

สุจริตเรายังไม่เห็นใครเลย ทั้งรัฐบาลและแฟน ๆ ของการใช้พลังงานไฟฟ้าเพื่อจัดการกับความท้าทายอันยิ่งใหญ่เหล่านี้

แม้ว่าปัญหาทั้งหมดอาจได้รับการแก้ไขในสักวันหนึ่ง เพื่อให้เกิดการบินที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น จากมุมมองของวันนี้ จะไม่มีการใช้งานจริงในเร็วๆ นี้ และบางทีด้วยสัดส่วนของความท้าทายทางเทคนิคและการเมืองจำนวนมาก มันก็ชนะ อย่าอยู่อีกสิบห้าถึงยี่สิบปีข้างหน้า และหากเกิดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม ก็เป็นโอกาสทางธุรกิจ

โอกาสสำหรับการบินสีเขียวและสำหรับธุรกิจที่มีอยู่ในขณะนี้

ในช่วงเวลาเร่งรีบนี้ ดูเหมือนไม่มีใครรู้ว่ามีสาขาการบินทั้งหมด การบินเพื่อธุรกิจ ซึ่งขณะนี้มีโอกาสซ่อนเร้นแต่มีโอกาสมหาศาลในการบินที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้น ดังนั้นจึงปฏิบัติตามพันธกรณีของเราที่มีต่อโลกของเราและเพื่อทำกำไรมหาศาลที่ ในเวลาเดียวกัน.

ธุรกิจการบินเป็นตลาดที่ทำกำไรได้ค่อนข้างมากสำหรับผู้ผลิตที่กระตือรือร้นในกลุ่มนี้

นี่เป็นตัวอย่างที่ดีเพียงไม่กี่ตัวอย่างแต่ดีมากในช่วงสิบปีที่ผ่านมาว่าผู้ผลิตเหล่านั้นจะได้รับคำสั่งซื้อที่พึงพอใจอย่างล้นหลามตั้งแต่วันเข้ารับบริการของผลิตภัณฑ์ใหม่ได้อย่างไร

โดยทั่วไปแล้ว ตลาดของ BJ's มีชีวิตชีวามากในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา และคาดว่าจะเติบโตมากยิ่งขึ้นในอนาคต โดยเฉพาะอย่างยิ่งหากทางการจีนจะเปิดน่านฟ้าสำหรับการบินของเอกชน

สุดท้ายแต่ไม่ท้ายสุด หากผลกระทบในทันทีของการระบาดใหญ่ได้ส่งผลกระทบต่ออุตสาหกรรมเครื่องบินทั้งหมดเช่นกันผ่านห่วงโซ่อุปทาน ปฏิกิริยาของบุคคลและบริษัทที่ร่ำรวยต่อช่วงเวลาโควิดนี้ก็คือการมองว่าการบินส่วนตัวเป็นหนทางหลีกเลี่ยงฝูงชนจำนวนมาก เครื่องบินพาณิชย์และอาคารผู้โดยสารสนามบิน

ในอีกทางหนึ่ง ตลาดนี้เต็มไปด้วยบริษัทจำนวนมาก ซึ่งสำหรับชื่อเสียงและเทคโนโลยีของแบรนด์ เราสามารถเรียกเฟอร์รารีและปอร์เช่แห่งการบินได้ พวกเขาไม่ได้ทิ้งช่องไว้ในส่วนใดส่วนหนึ่งของมัน

แล้วโอกาสที่จะเริ่มทำให้การบินเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมมากขึ้นในขณะนี้และทำกำไรจากมันอยู่ที่ไหน?

พื้นที่สำหรับนวัตกรรมหัวรุนแรง

อาจเป็นเรื่องน่าประหลาดใจ แต่องค์ประกอบตามหลักอากาศพลศาสตร์และโครงสร้างของเครื่องบินไอพ่นธุรกิจสมัยใหม่ไม่ได้เปลี่ยนแปลงไปมากนักนับตั้งแต่มีการเปิดตัวเครื่องบินส่วนตัวลำแรกในช่วงอายุหกสิบเศษของศตวรรษที่ผ่านมา จุดขายที่สำคัญที่สุดบางจุดของ BJ เช่นพื้นห้องโดยสารและความสูงของห้องโดยสารที่ไม่ขาดตอน ขับเคลื่อนรูปแบบเครื่องบินในลักษณะที่ไม่มีประสิทธิภาพ (โครงสร้างและอากาศพลศาสตร์) ของการออกแบบประเภทนั้น

ลองนึกภาพสักครู่ว่าคุณสามารถนำไปสู่ตลาดที่เต็มไปด้วยผลิตภัณฑ์ "คาร์บอนคัดลอก" ที่แทบจะแยกจากกันไม่ได้ เครื่องบินที่มีเส้นสายที่สง่างามแต่ล้ำยุคดูเหมือนจะโผล่ออกมาจากภาพยนตร์นิยายวิทยาศาสตร์โดยตรง และจินตนาการว่าเครื่องบินลำนี้สามารถให้บริการได้

  1. ปรับปรุงโดยช่วงอากาศเฉพาะสูงสุดถึง 30+% (เครื่องบินบินได้กี่ไมล์ต่อเชื้อเพลิงที่เผาไหม้หนึ่งปอนด์) เมื่อเทียบกับเครื่องบินที่มีอยู่
  2. ลดการปล่อย CO2 ตามนั้น
  3. ให้ความสะดวกสบายในห้องโดยสารและสิ่งอำนวยความสะดวกแก่ผู้โดยสารมากกว่าการออกแบบที่มีอยู่
  4. เพื่อสร้างโอกาสทางธุรกิจ 500+m$/ปี ในกลุ่มตลาดธุรกิจเจ็ต
  5. และเป็นผู้บุกเบิกในการปรับโฉมการบินพาณิชย์ด้วย
  6. ศักยภาพที่จะรองรับระบบขับเคลื่อนในอนาคต (แบบไฟฟ้าทั้งหมด, ไฮบริด, ไฮโดรเจน…) หากพร้อมใช้งานและมีประสิทธิภาพมากกว่าระบบปัจจุบันจริงๆ

ที่ DaVinci Aviation เราเริ่มต้นด้วยเป้าหมายเหล่านี้ เราพิจารณาองค์ประกอบต่างๆ ของการออกแบบในปัจจุบันใหม่ตั้งแต่ต้น และเราสร้างสรรค์เครื่องบินเจ็ตธุรกิจขึ้นใหม่ให้กลายเป็นเครื่องบินที่ใส่ใจสิ่งแวดล้อมในศตวรรษที่ 21 อย่างแท้จริง

เราคิดว่าเราประสบความสำเร็จในกระบวนการนี้และการคาดการณ์ประสิทธิภาพของเรา ซึ่งอิงจากงานวิศวกรรมของเรา แสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบที่สำคัญของแนวคิดของเรา โดยเขียนเครื่องบินออกเป็นสองส่วนตลาดพร้อมกัน (เครื่องบินธุรกิจขนาดเบาและขนาดกลาง)

เราสามารถนำเสนอโครงเครื่องบินที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมโดยการออกแบบ กล่าวคือ การบริโภคที่ต่ำกว่า (และการปล่อยมลพิษ) ที่ความเร็วการล่องเรือที่เท่ากันหรือสูงกว่าเครื่องบินที่มีอยู่ในสองกลุ่มตลาดข้างต้น

ในแง่ของความตระหนักด้านสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มขึ้นของบุคคลและรัฐบาล เครื่องบินที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมหมายถึงการยอมรับในวงกว้างจากสาธารณชนทั่วไป หน่วยงานรับรอง ผู้นำทางการเมือง นักธุรกิจและบรรษัทที่ดูแลสิ่งแวดล้อม

ทางข้างหน้า

เราได้พัฒนาการออกแบบในขั้นตอนแนวคิด การออกแบบแนวความคิดเป็นแนวทางปฏิบัติทั่วไปและเป็นพื้นฐานสำหรับผู้ผลิตเครื่องบินรายใหญ่แต่ละราย เพื่อสร้างความสมบูรณ์ของแนวคิดจากทั้งมุมมองด้านวิศวกรรมและการตลาด ก่อนที่จะเข้าสู่ขั้นตอนการออกแบบเบื้องต้นที่มีความต้องการสูง นี่คือสิ่งที่เราสามารถบรรลุได้ด้วยทรัพยากรของเราเอง 

ขั้นต่อไปเป็นขั้นตอนพื้นฐานและยังไม่ต้องใช้เวลาและการเงินมากนัก: จำเป็นต้องมีการตรวจสอบผลอย่างละเอียดมากขึ้นเพื่อยืนยันการคาดการณ์ของเราและรวบรวมศักยภาพของแนวคิด เช่น ในภารกิจพิเศษ เช่น รถพยาบาลทางอากาศ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้จะต้องสร้างแบบจำลองแอโรไดนามิกและโครงสร้างของเครื่องบินเสมือนจริง แบบจำลองแอโรไดนามิกจะทำงานในอุโมงค์ลมเสมือน (ทางคณิตศาสตร์) เพื่อทำนายการลากตามหลักอากาศพลศาสตร์และลักษณะความเสถียรอื่นๆ ของการกำหนดค่าที่เสนอด้วยความแม่นยำที่มากขึ้น แบบจำลองเค้าโครงโครงสร้างจะให้ภาพรวมของความเป็นไปได้ของโครงสร้าง เค้าโครงทั่วไปขององค์ประกอบของเครื่องบิน เทคโนโลยีวัสดุที่จำเป็น และการประเมินน้ำหนักเปล่าของเครื่องบินที่แม่นยำยิ่งขึ้น ความพยายามทางการเงินของขั้นตอนนี้อาจอยู่ในลำดับ 250 ยูโร

สมมติว่าแนวคิดจะผ่านการพิจารณาอย่างถี่ถ้วนด้วยสีที่บินได้ ตามที่เราคาดหวัง เครื่องจักรทางการเงินและทางเทคนิค บริษัทจะต้องถูกสร้างขึ้น มีความสามารถในการรับรองและทำการตลาดแนวคิดนี้ได้

โครงการเช่นนี้จะอยู่ในลำดับของ 500m$ ในช่วงเวลาประมาณ 6 ปี โดยแจกแจงคร่าวๆ ดังนี้:

• การออกแบบเบื้องต้นสู่สปป. – 1.2 ปี – 70 ล้าน

• การออกแบบโดยละเอียดเป็น CDR -1.5 ปี – 90m$

• 1 บิลด์ต้นแบบ – 8m$ – 3 จำเป็น

• การพัฒนา (วิศวกรรม & การทดสอบการบิน) – 2 ปี – 180m$

• ใบรับรอง (วิศวกรรมและการทดสอบการบิน) และการตลาด – 1.2 ปี – 110m$ 

ตัวเลขเหล่านี้ใช้กับผู้ผลิตที่มีประสบการณ์และมีการจัดการที่ดี กล่าวคือ ผู้ผลิตที่มีประสบการณ์ก่อนหน้านี้ในด้านการออกแบบ การสร้าง การรับรอง และการตลาดของเครื่องบินที่ซับซ้อน อย่างไรก็ตาม สตาร์ทอัพอย่าง Boom, Tesla, Blue Origin และ SpaceX เป็นเครื่องพิสูจน์ที่มีชีวิตว่าวิสัยทัศน์ที่ยอดเยี่ยมไม่ได้ทำให้เป้าหมายใดยากพอที่ไม่สามารถทำได้

ติดต่อทีมงาน DaVinci:

คำถามของคุณ? คุณสามารถช่วยได้อย่างไร?