Springen naar inhoud

Zijn elektrische vliegtuigen haalbaar en hoe?


  • Log in om te kunnen reageren

#1

Nikita12345

    Nikita12345


  • 0 - 25 berichten
  • 1 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 10 maart 2013 - 13:25

Hallo!
Eerst, ik zit op het vmbo en ben dus niet zo technisch enzo.

We moeten voor school een oplossing voor het broeikaseffect vinden. Ik zat dus te denken, vliegtuigen stoten veel co2 uit dus wat nou als we elektrische vliegtuigen gaan maken.
Dat kost natuurlijk heel veel geld en alles, dus had ik bedacht dat een deel van de elektriciteit opgewekt kan worden door de luchtstroom.
Ik denk dat het onmogelijk is om in een week een waterdicht plan hiervoor te vinden, after all, al die wetenschappers die zijn er al zo lang mee bezig, haha. Maar grof genomen zou dit mogelijk kunnen zijn op een of andere manier, als je er dan niet aan denkt dat het vliegtuig niet meer zou kunnen vliegen door de rare vorm die hij er voor moet hebben.
Ik hoop dat mijn vraag een beetje duidelijk is want ik weet niet goed hoe ik dit moet uitleggen.
Alvast bedankt!!

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Michel Uphoff

    Michel Uphoff


  • >5k berichten
  • 5374 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 10 maart 2013 - 13:28

dus had ik bedacht dat een deel van de elektriciteit opgewekt kan worden door de luchtstroom.


Leg eens uit hoe je dat gedacht had?
Motus inter corpora relativus tantum est.

#3

Kliche

    Kliche


  • >100 berichten
  • 196 berichten
  • VIP

Geplaatst op 10 maart 2013 - 14:58

Ik zou het eerder bij het soort brandstof en hetzelfde idee van ontbranding daarvan zoeken, ipv de overstap op een compleet nieuw mechanisme. Zelfs al lukt het je een vliegtuig in de lucht te houden zonder brandstof, er is geen accu ter wereld die dat vliegtuig van de grond krijgt, dus kom je toch weer bij brandstof terecht.

De uitstoot van broeikasgas kan worden verminderd door gebruik van andere brandstof. Volgens mij gebeurt dat mondjesmaat al, maar de 'vuile' brandstoffen zijn natuurlijk nog goedkoper. Het is een kleine stap, maar vereist daarentegen minder aanpassing aan de huidige apparatuur in vliegtuigen en is daarom praktisch beter haalbaar en makkelijker te onderzoeken (omdat je niet de enige bent met dit idee). Ik noem maar wat.

#4

dannypje

    dannypje


  • >250 berichten
  • 595 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 10 maart 2013 - 19:47

Misschien opmerken dat moderne vliegtuigen tegenwoordig met al hun electronica aan boord een soort windgenerator hebben. Als de motoren (en dus de stroomvoorziening) zouden uitvallen, kan deze generator uitgeklapt worden en levert hij stroom om de instrumenten (tegenwoordig dikwijls displays) aan te sturen. Die generator levert echter maar genoeg vermogen om de meest belangrijke instrumenten aan de praat te houden. Ik weet niet of er met luchtstroom veel meer in zit.
In the beginning, there was nothing. Then he said:"Light". There was still nothing but you could see it a whole lot better now.

#5

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 8785 berichten
  • VIP

Geplaatst op 11 maart 2013 - 03:05

Zoiets is echt een noodsysteem, maar het wordt wel gebruikt in verkeersvliegtuigen.

Uiteraard heb je niets aan alleen die instrumenten, en moet er ook nog de nodige hydraulische druk worden opgebouwd om control surfaces te kunnen bedieden.

Zo'n ding vergroot natuurlijk wel de drag op een vliegtuig, maar met controle zweven met een iets slechter glijgetal is toch te verkiezen boven een beter glijgetal en helemaal geen controle meer hebben. Zolang je echter 1 (half) werkende motor of APU hebt is dat nog altijd te verkiezen boven dit windmolentje.

Echt electrische vliegtuigen bestaan echter ook wel. Dat zijn meestal nogal raar ogende machines met een enorm groot oppervlak vergeleken met hun gewicht, helemaal bezet met zonnecellen. An sich is het mogelijk daarmee te vliegen, maar de praktische toepassingen zijn nogal beperkt. Voor passagiersvervoer is het laadvermogen veel te klein en de snelheid veel te laag. Voor een drone die voor zeer lange tijd moet vliegen is het echter wel aantrekkelijk - in principe hoef je het ding nooit aan de grond te zetten om bij te tanken.

Nadeel is wel dat je vervolgens een vliegende camera hebt met een radar signature zo groot als een 737, wat het militair minstens onhandig maakt.
Victory through technology

#6

shimmy

    shimmy


  • >1k berichten
  • 1123 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 11 maart 2013 - 13:53

Misschien opmerken dat moderne vliegtuigen tegenwoordig met al hun electronica aan boord een soort windgenerator hebben. Als de motoren (en dus de stroomvoorziening) zouden uitvallen, kan deze generator uitgeklapt worden

Voor wat betreft de hedendaagse burgerluchtvaart is de RAT vrijwel altijd aandrijving van een hydraulische pomp (bv B757,B767,A330,A380) en zelden nog van een elektrische generator. Als beide motoren uitvallen is er nog elektrische redundancy in de vorm van bv APU generator, emergency generator (dan wel weer hydraulisch aangedreven) en batterij(en).
Verder is het helemaal niet evident dat een verkeersvliegtuig met een RAT is uitgerust (B737,B747)

#7

RES

    RES


  • >25 berichten
  • 54 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 22 mei 2014 - 21:53

Elektrisch vliegen zou mogelijk kunnen zijn, als de romp en vleugels een grote supercondensator-accu zou worden. Ene helft positieve pool, andere helft negatieve pool, dus hele vleugel en romp in nanotube enhanced materiaal in lagen zodat er enorm veel elektrische lading in kan worden opgeslagen, en toch lichtgewicht blijft. De elektronica in de energie omzetter en aansturing elektromotor moet een zo hoog mogelijk rendement krijgen, en de elektromotor ook zo efficient mogelijk, als het een propeller aangedreven vliegtuig moet worden.

Een zonne-energievliegtuig is ook mogelijk, maar dan heb je grote oppervlakte vleugels nodig, gaat ten koste van het gewicht, enorm brede toestellen. Niet erg praktisch, enorm hangars nodig en breede landingsbanen.

 

 

Hallo!
Eerst, ik zit op het vmbo en ben dus niet zo technisch enzo.

We moeten voor school een oplossing voor het broeikaseffect vinden. Ik zat dus te denken, vliegtuigen stoten veel co2 uit dus wat nou als we elektrische vliegtuigen gaan maken.
Dat kost natuurlijk heel veel geld en alles, dus had ik bedacht dat een deel van de elektriciteit opgewekt kan worden door de luchtstroom.
Ik denk dat het onmogelijk is om in een week een waterdicht plan hiervoor te vinden, after all, al die wetenschappers die zijn er al zo lang mee bezig, haha. Maar grof genomen zou dit mogelijk kunnen zijn op een of andere manier, als je er dan niet aan denkt dat het vliegtuig niet meer zou kunnen vliegen door de rare vorm die hij er voor moet hebben.
Ik hoop dat mijn vraag een beetje duidelijk is want ik weet niet goed hoe ik dit moet uitleggen.
Alvast bedankt!!


#8

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 8785 berichten
  • VIP

Geplaatst op 23 mei 2014 - 01:45

Het gaat om de energie-dichtheid. Lading tussen de vleugels lijkt me geen handig idee, maar je zou de ruimte en het gewicht van de brandstof kunnen vervangen door zaken als supercondensators, litiumbatterijen en dergelijke.

Als we het even bij gewicht houden dan heeft kerosine een energiedichtheid van pakweg 40 MJ/kg, een lithium-ion accu zoals die in je laptop haalt nog niets eens 1 MJ/kg. Zou je alle brandstof in een 747 vervangen voor accu's, en electrische motoren hebben die verder gelijk presteren aan straalmotoren dan kun je het toestel tot zijn maximumgewicht beladen met accu's, die genoeg energie bevatten om een kwartier te vliegen... misschien net van amsterdam tot rotterdam waarbij het nog deels een zweefvlucht gaat worden ook.

Als je zo naar een vliegtuig kijkt zou je het wellicht niet denken, maar bij een volgetankte 747 is de brandstof ongeveer even zwaar als het complete vliegtuig. Electrische opslag is daarmee voorlopig onhaalbaar. Vergeleken met een vliegtuig is een eletrische auto een peulenschil: als de verhoudingen bij auto's gelijk lagen aan die bij verkeersvliegtuigen zou je met een beetje auto 1000-1500 liter moeten tanken.
Victory through technology

#9

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8933 berichten
  • VIP

Geplaatst op 24 mei 2014 - 17:17

Electrische opslag is daarmee voorlopig onhaalbaar.


Niet alleen voorlopig...

 

Even snel rekenen, laten we uitgaan van een spanning van 3 V, 3 J/C dus (dit is al aardig overdreven). Vermenigvuldigen met de constante van Faraday, 96.5 * 103 C/mol (afronden naar 105) levert 600 kJ/mol. Wil je naar 40 MJ/kg, 40 kJ/g dus, dan heb je een materiaal nodig met een molmassa van 7.5 g/mol. Let wel, dat moet dan het totaal zijn van kathode, anode en elektrolyt.

 

Met Li-batterijen kom je nog niet eens aan een fractie van die 40 MJ/kg, gezien de grafietelektrode (LiC6) alleen al tussen de 72 en 78 g/mol is. De cobaltelektrode (LiCoO2) weegt tussen de 92 en 98 g/mol. (in beide gevallen, afhankelijk van de ladingstoestand). Het totaal dus zo'n 170 g/mol, en daar komt nog wat elektrolyt bij. En dan hebben we het nog niet gehad over het feit dat je de cobaltelektrode maar voor de helft kunt laten leeglopen.

 

Hier valt ook weinig winst te behalen, zo lang men gebruik maakt van het principe om Li te intercaleren. Om dat voor elkaar te krijgen heb je immers structuren nodig met holtes die groot genoeg zijn om dat voor elkaar te krijgen. Dat betekent dat het raamwerk bestaat uit atomen die groter, en dus zwaarder, zijn dan Li.

Er valt best te fantaseren over een toename met een factor 2 of zelfs 4 in energiedichtheid. Een vooralsnog onvoorzien ander kathode- of anodemateriaal waardoor grotere potentiaalverschillen mogelijk zijn, en/of waardoor meer Li valt te intercaleren. Voor bepaalde toepassingen zal dat een gigantische verbetering geven. Maar de dichtheid van vloeibare brandstoffen haal je nooit.

 

En daarmee is luchtvaart op batterijen ook op de lange termijn onhaalbaar.

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#10

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 8785 berichten
  • VIP

Geplaatst op 24 mei 2014 - 18:57

Daar ben ik het mee eens, op electrochemische cellen valt niet fatsoenlijk te vliegen. Maar in theorie laat het nog wel een 'gaatje' over voor de ontwikkeling van supercondensators. Ik denk wel dat het heel revolutionaire materialen moeten zijn, maar in principe kun je met energiedichtheid fors omhoog als je hoge spanningen kunt isoleren met weinig materiaal.
Victory through technology

#11

radiantenergy

    radiantenergy


  • >25 berichten
  • 55 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 08 juni 2014 - 20:41

Nikita,  de opdracht van jouw school was om een oplossing voor het broeikaseffect te vinden. Het broeikaseffect wordt steeds sterker naarmate wij meer CO2 in de atmosfeer brengen. Vliegtuigen produceren dat gas en jij denkt dat een electrisch aangedreven vliegtuig dat niet doet. Een dergelijk vliegtuig heeft electrische energie nodig en die produceren we in Nederland voornamelijk door steenkool en aardgas te verbranden. Hier komt natuurlijk ook CO2 bij vrij. 

Een vliegtuig op batterijen is niet mogelijk, zoals we al gezien hebben en als het wel mogelijk was, ontstaat er nog steeds broeikasgas.

Een mogelijke oplossing is om helemaal niet meer te vliegen en dit lijkt me voor de toekomst de meest waarschijnlijke oplossing.

Veranderd door radiantenergy, 08 juni 2014 - 21:05


#12

Benm

    Benm


  • >5k berichten
  • 8785 berichten
  • VIP

Geplaatst op 09 juni 2014 - 01:33

Het is natuurlijk zo dat bij generatie van netstroom veel CO2 vrijkomt, maar dat hoeft niet noodzakelijk het geval te blijven. Bredere acceptatie van kernenergie, en eventueel wat stroom uit zon en wind kunnen gebruikt worden om electriciteit op te wekken waarbij relatief weinig CO2 vrijkomt.

Een vliegtuig is echter een heel onlogisch apparaat om van brandstof naar electriciteit om te katten: De energiedichtheid van de brandstof is extreem belangrijk voor de prestaties van een vliegtuig, en iedere 500 km een tussenlanding maken om bij te laden zit niemand op te wachten.

Voor toepassingen waarbij de brandstof een aanzienlijk deel van de massa van het voertuig uitmaakt (raketten, vliegtuigen, personenauto's) is het van belang een energiedrager te kiezen met een zo hoog mogelijke energiedichtheid. Bij een vliegtuig is dit compleet kansloos, maar zelfs met een auto is het lastig: In mij auto zit een benzinetank van 60 liter. Daar gaat pakweg 50 kilogram benzine in, goed voor 2 GJ energie. Een (extreem goede) lithiumaccu die 2 GJ op kan slaan weegt 2 ton - dat is de auto maximaal beladen (veronderstelt dat er nog een bestuurder en 1 passagier in moeten) + een aanhanger van 1.5 ton erachter.

Of, andersom genomen: de energie in de accu van je auto komt overeen met de verbrandingswaarde van 2 borrelglaasjes benzine.

Als je iets op CO2-arme energie wilt laten werken zou ik vooral beginnen met dingen die NIET bewegen, bijvoorbeeld fabrieken, huishoudens of desnoods straatlampen.
Victory through technology

#13

radiantenergy

    radiantenergy


  • >25 berichten
  • 55 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 09 juni 2014 - 10:05

Technisch gezien is het mogelijk om duurzame energie op te wekken. De achilleshiel zit in de gigantische hoeveelheden die we gebruiken. Elke 5 minuten stijgt er een vliegtuig op van Schiphol en dan gaat er veel energie doorheen. Daar zijn heel wat windmolens voor nodig en de politiek wil dat die energie vooral naar burgers en bedrijven gaat.


#14

Marko

    Marko


  • >5k berichten
  • 8933 berichten
  • VIP

Geplaatst op 09 juni 2014 - 10:31

Dat is heel verstandig van "de politiek". Duurzaam opgewekte elektrische energie, zoals die afkomstig van windmolens, komt het beste tot zijn recht op plaatsen waar elektriciteit wordt gebruikt.

 

Dus niet in vliegtuigen. Zoals aangegeven is dat onpraktisch en onhaalbaar.

 

Daarbij komt: Luchtvaart draagt voor nog geen 2% bij aan de uitstoot van broeikasgassen, minder dan 10% van de totale uitstoot die gepaard gaat met transport. De "gigantische hoeveelheden" die je noemt worden dus niet veroorzaakt door vliegtuigen die iedere 5 minuten van Schiphol vertrekken.

 

De luchtvaart stilleggen, zoals je eerder opperde, is alleen maar contraproductief. Dat betekent dat je transport door de lucht vervangt door andere vormen, die per saldo meer uitstoten.

Cetero censeo Senseo non esse bibendum


#15

Michel Uphoff

    Michel Uphoff


  • >5k berichten
  • 5374 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 09 juni 2014 - 13:26

Een mogelijke oplossing is om helemaal niet meer te vliegen en dit lijkt me voor de toekomst de meest waarschijnlijke oplossing.

 
Mij niet. Willen/kunnen we geen fossiele brandstoffen gebruiken, dan kunnen wij bijvoorbeeld met een schone energiebron (witte energie, zonnewarmte, wind, getijden, in de verre toekomst kernfusie) water splitsen in zuurstof en waterstof en dit als energiebron voor ondermeer vliegtuigen gebruiken. We zouden kunnen kiezen uit een verbrandingsmotor of een brandstofcel met elektromotor. Volkomen schoon (het enige uitstootproduct is weer water) en het heeft per kilogram een prima energie-inhoud.
Motus inter corpora relativus tantum est.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures