¿Es factible recuperar la energía de las aeronaves que aterrizan utilizando un trineo de pista con frenado regenerativo?

Lo que propones puede ser técnicamente posible, pero eso no lo convierte en una buena idea.

Sin embargo, cualquier beneficio sería minúsculo en comparación con el inmenso costo, los extraordinarios esfuerzos de ingeniería necesarios y el horrendo riesgo de que algo salga mal.

Los aeropuertos tienen pistas largas y anchas por buenas razones. Los aviones de pasajeros no aterrizan en un solo lugar. Su "trineo" tendría que ser una plataforma muy ancha y extremadamente larga.

El trineo tendría que ser capaz de soportar el peso de un gran avión cuando aterriza . Un avión grande puede dañar una pista de concreto. El trineo tendrá que ser extraordinariamente fuerte.

Su plataforma deberá acelerar de cero a la velocidad de un avión de aterrizaje en muy poco tiempo; si hace que el avión desacelere demasiado rápido, arrancará pedazos del avión o arrancará extremidades y cabezas a los pasajeros.

Buena suerte diseñando y fabricando este trineo enorme, fuerte y extremadamente ligero.

(Tal vez puedas diseñar el trineo para que coincida con la velocidad del avión entrante. Eso resolvería algunos problemas, pero solo a expensas de introducir algunos nuevos aún más emocionantes, como haber construido el cañón de riel más grande y letal del mundo).

¿Qué va a pasar cuando algo sale mal? Ahora tiene un avión de pasajeros sin ruedas, en dificultades, a velocidad de aterrizaje, además de un trineo enorme que también posiblemente viaja a más de 300 km/h. Ni siquiera quiero estar en la misma ciudad que eso, no importa en el mismo aeropuerto.

¿Qué ganarás? No hay mucho en el camino de la energía ahorrada del frenado regenerativo; el costo de energía para mantener la maquinaria que puede hacer frente a efectos de frenado tan salvajes lo superará con creces de todos modos.

Y, de hecho, el rodaje es bueno para los motores de los aviones, porque les permite calentarse antes de usarse a plena potencia (incluso puede ser bueno para ellos después del aterrizaje, para que se enfríen más lentamente).

Entonces, buena idea, pero en este caso, la rueda, con más de 5000 años de antigüedad, es un invento más adecuado para los aterrizajes de aviones.

Para poner algunos números alrededor de la respuesta de @Harper. Según esta página , un 737-800 tiene un peso máximo de aterrizaje de 144,00 libras (65,000 kg) y una velocidad de aterrizaje de 155 nudos (~80 m/s). Eso es E=0.5 mv^2 = 0.5 *65000 * 80^2 = 208 MJ de energía. 1 kW-hora equivale a unos 3,6 MJ, por lo que estamos hablando de 57 kW-hora. Un kW-hora de electricidad se vende por alrededor de 10 centavos. Entonces, hay un valor de energía de alrededor de $ 5.7 en el aterrizaje de un avión de pasajeros, suponiendo que su sistema sea 100% eficiente. Una vez que tenga en cuenta las pérdidas de eficiencia, probablemente esté hablando de 2,80 dólares . Eso es tan pequeño en comparación con lo que costaría el sistema, que no vale la pena.

(editar: eliminó el factor de 1/2 en el cálculo de energía originalmente, por lo que es incluso menos dinero de lo que dije originalmente).

Al aterrizar, no hay energía en él, los aviones no son tan pesados. Si está pensando que hay $ 1000 de energía allí, olvídelo ... podría valer $ 1 en un 737. Eso es calcular la aceleración de la plataforma para encontrarse con el avión, la resistencia aerodinámica tanto en la plataforma como en el avión, la resistencia a la rodadura y el la gran dificultad de almacenar una oleada de energía de 50 MW que obtendría al tomar un 747 cargado. Solo el paquete de baterías: sería mucho más barato pagar un molino de viento adicional en un parque eólico, pintar "Aeropuerto de Danzig" en las palas y llamarlo hecho. Dadas las malas ganancias, el riesgo extremo de seguridad de tomar un avión en una plataforma deslizante no vale la pena. Los cables de detención ayudarían en todos los frentes, pero todavía hay solo un par de dólares de energía allí.

En realidad, la verdadera victoria para un sistema de plataforma de este tipo serían las operaciones terrestres. El avión aterriza solo, toma una salida de alta velocidad para despejar la pista para el tráfico, se dirige a una plataforma y apaga los motores. Luego, la plataforma se traslada a la plataforma o puerta. Esto resuelve uno de los mayores problemas de seguridad en la aviación: el juego terrestre, brindando un control de movimiento positivo al estilo ferroviario. También ahorrará una tonelada de combustible porque los aviones no harán girar los motores hasta que estén cerca del despegue y los apagarán inmediatamente al aterrizar, lo que reducirá las horas de funcionamiento del motor y los intervalos de revisión.

No sé cómo me sentiría sobre el uso de una plataforma para el despegue, la victoria de seguridad sería el control de movimiento positivo (nunca esto) y ser catapultado al aire antes del punto de decisión V1. Pero, muchas cosas pueden salir mal.

La plataforma se alimentaría a través de inducción, rieles ranurados (como carros de CC) o recolección de corriente de superficie y tendría un "carro de arranque" a bordo que podría proporcionar energía de reserva, HVAC y purga para el arranque del motor.

Como han mencionado otros, hay un problema en términos de lo que recibes, y la complejidad y el costo de construir un trineo para tomar el avión. Pero también hay otras cuestiones que se verán afectadas por dicho cambio. Tendrías un problema con mover el avión después; una vez aterrizado, ¿mantiene el avión en un trineo y lo mueve (lo que cuesta mucha energía, cambios en la infraestructura, problemas de capacidad si se queda sin trineos) o mueve el avión fuera del trineo y, de ser así, cómo? Las rampas pueden funcionar, pero ocupan mucho espacio para evitar tener que subir pendientes pronunciadas, y también puede haber una penalización de tiempo en comparación con el parque de taxis terrestres más convencional.

Es poco probable que los trineos puedan reutilizar las pistas tal como están, por lo que es posible que deba construir pistas separadas para los aviones que aterrizan en trineos y los que aterrizan de forma convencional o despegan. ¿Será posible que los aviones crucen la pista de trineos? De lo contrario, algunos aeropuertos estarán en desventaja (por decir lo mínimo) ya que es posible que no haya suficiente espacio para construir calles de rodaje alrededor. Y en cualquier caso, los tiempos de taxi aumentarán si no puede cruzar, a menos que construya las pistas de trineo lejos de todo lo demás (aumentando el costo a medida que necesita más área para el aeropuerto).

Algunas partes del mundo experimentan un clima que va desde -30°C con mucha nieve y viento, hasta +30°C con mucha agua. ¿Cómo manejarán eso los trineos sin romperse? ¿Qué pasa si el trineo se rompe durante una carrera de aterrizaje? ¿Cuál será el efecto en el avión sentado en la parte superior?

Estos son solo algunos pensamientos que tuve como resultado de leer lo que otros han publicado. Todo se reduce al costo. La complejidad no es un problema en sí mismo, pero un sistema más complejo también tendrá un mayor requisito de mantenimiento y más modos de falla, lo que aumentará el costo. Y aunque el sistema actual no es perfecto, la combinación de costo, complejidad y flexibilidad es mejor que cualquier otra cosa que se haya pensado o probado hasta ahora.