¿Cuáles son los obstáculos a superar antes de que los aviones comerciales puramente eléctricos puedan volar?

El mayor problema con un avión de propulsión totalmente eléctrica es el mismo que el de los coches totalmente eléctricos; nuestra tecnología actual de baterías no tiene nada que ver con la densidad de energía de los combustibles fósiles:

Simplemente no hay competencia en poder empaquetar la energía necesaria para empujar un avión por el aire en un volumen y peso compatible con un avión comercial. El combustible para aviones es queroseno, que se encuentra entre la gasolina y el diesel, mientras que cualquier tecnología de batería que hayamos desarrollado ni siquiera se puede trazar con precisión en la escala de este gráfico.

Además del problema de densidad de energía como se mencionó, existe un problema de tiempo de respuesta. El hecho es que las baterías simplemente no se cargan tan rápido y cualquier sistema que les permita hacerlo a menudo es peligroso. Entonces, si está hablando de un avión comercial (digamos que superamos el peso de los problemas de la batería), se tarda entre 15 y 30 minutos en cargar combustible en un 747, no hay forma de que cargue ningún tipo de batería que tengamos actualmente. hoy a la misma capacidad potencial de energía que rápido.

En primer lugar, el término aeronave totalmente eléctrica ya se usa para una aeronave en la que todas las fuentes de energía, excepto los motores, son eléctricas. Sin hidráulica, sin neumática, pero aún con combustible de hidrocarburo para almacenar la energía.

Pasos hacia el avión totalmente eléctrico, tomados de esta fuente .

Innumerables programas intentan y tratan de electrificar los sistemas de aeronaves , el primero desde la Segunda Guerra Mundial . En la mayoría de los casos, el resultado se denomina aeronave "más eléctrica", porque algunos sistemas, como los trenes de aterrizaje de las aeronaves grandes, todavía utilizan sistemas hidráulicos.

La propulsión completamente eléctrica se analiza en las respuestas a esta pregunta . La esencia de las respuestas es:

• El almacenamiento de energía mediante baterías está fuera de discusión, porque las necesidades energéticas de los aviones son un orden de magnitud mayor que las de los automóviles. El hecho de que los automóviles eléctricos se hayan vuelto factibles con baterías de litio no significa que los aviones eléctricos sean ni remotamente factibles.
• La propulsión eléctrica que utiliza generadores de electricidad altamente eficientes que queman hidrocarburos o hidrógeno es un objeto de estudio interesante, pero necesita muchos más años de desarrollo hasta que sea factible para su uso comercial.

Diría que sus mayores obstáculos serían los problemas legales y solo el uso de la electricidad.

En primer lugar, la forma más eficiente de hacer volar un avión con electricidad pura serían las hélices. Los motores de iones aún no son lo suficientemente eficientes como para convertirse en un posible candidato para una fuente de propulsión.

Volviendo a las hélices, un avión comercial totalmente eléctrico probablemente incorporaría hélices, que estarían propulsadas por motores eléctricos de alto par y hélices más grandes, porque eso es más rentable. Más lento, pero más barato.

la fuente de energía eléctrica en sí misma es un gran obstáculo a superar, porque con la tecnología actual, una batería rentable pesaría demasiado para que un puñado de motores eléctricos la levantara en el aire, incluso sin pasajeros en la ecuación.

Si queremos entrar aquí en la fantasía financiera, entonces sí. es posible un avión comercial totalmente eléctrico del tamaño de un 747. piensa en básico. llene el avión con baterías ultraligeras de alta capacidad, póngale alas grandes y 6 motores, con cada motor 4 motores de Fórmula E en tándem conectados entre sí, y coloque algunos paneles solares por todo el lugar para obtener beneficios a distancia, ¡y listo! pero ¡ay, no! ¡eso te costará más que 4 AN-225!

Sin embargo, no pierda la esperanza, llegará un día en que la tecnología habrá avanzado lo suficiente como para que un avión comercial eléctrico del tamaño de un 747 sea asequible.

pero en serio, no hay nada que nadie pueda hacer realmente sobre lo difícil que será convencer a la FAA para que legalice los grandes aviones comerciales eléctricos.

Veo aeronaves de propulsión eléctrica comercialmente viables que requieren cambios importantes en varias áreas. El diseño de aeronaves es sin duda uno. También requiere cambios en las regulaciones y perfiles de vuelo. Estoy convencido de que podría tomar un marco de aire clásico impulsado por hélice, digamos un DC-3, y convertirlo en eléctrico. Fue diseñado para vuelos relativamente largos, pero retirar todos los sistemas de combustible y energía, reemplazándolos con baterías de litio y accesorios compuestos impulsados ​​​​por electricidad podría producir vuelos más cortos con menos carga útil de manera viable. Su perfil de vuelo tendría que cambiar. Sube alto, deslízate hacia abajo para ampliar tu alcance. Es lo que hizo el reciente vuelo alrededor del mundo impulsado por energía solar. Lo que necesitamos es un visionario como Musk, que se aparte del pensamiento y los diseños lineales en los que están atrapados los principales fabricantes. La tecnología se está acercando rápidamente a un punto en el que esto podría convertirse en una realidad. Necesitamos a alguien que combine múltiples tecnologías y desafíe las convenciones.