Temos carros elétricos, mas teremos foguetes elétricos e planos no futuro?

Em 2016, já existem dezenas de milhares de carros elétricos nas estradas, e esse número promete disparar nos próximos anos, como mais e mais fabricantes de automóveis tentam sua mão nesta indústria em crescimento. A combinação de uso responsável de energia e um afastamento dos combustíveis fósseis, ao mesmo tempo que proporciona um passeio confortável em alguns dos carros mais exigentes do mercado, é um bom sinal para o meio ambiente.

Esta nova ascensão em carros elétricos também levou muitos a se perguntar sobre outras formas de transporte, particularmente aqueles que tradicionalmente exigem enormes quantidades de combustível. Com mais de 100.000 vôos de avião por dia neste planeta, que é um lote inteiro de combustível sendo usado para cart-nos em grandes tubos de metal. Embora apenas 87 lançamentos de foguetes orbitais tenham ocorrido em 2016, o tipo de combustível necessário para estes lançamentos e o inevitável aumento dos lançamentos de foguetes nos próximos anos, esta é também uma área de algum interesse quando se trata de energia elétrica. A pergunta é … foguetes e aviões elétricos são mesmo possíveis?

Resposta curta: Sim, mas eles são severamente limitados por uma série de fatores, tornando seu uso generalizado inviável ou impossível, no momento.

A ideia de planos elétricos é dificilmente uma nova, o primeiro homem-carregando elétrico-powered vôo acontecendo no início dos anos 1970. No entanto, com o ressurgimento do interesse pelo transporte movido a eletricidade e os avanços da capacidade da bateria nos últimos anos, a idéia voltou à vanguarda para muitos engenheiros e empreendedores aeronáuticos.

Quase todos os aviões no céu hoje conseguem voar com turbinas, com motores que sugam o ar pela frente, comprimem-no e pulverizam em combustível. O combustível é iluminado e, em seguida, essencialmente soprado para fora a parte de trás da turbina, criando um escape de fogo e uma enorme quantidade de impulso para a frente. Isto é como nós somos capazes de abranger oceanos em um único tanque de combustível, em conjunto com a física de vôo e aviões incrivelmente bem concebidos.

No entanto, um avião elétrico seria muito diferente. As baterias teriam de alimentar um motor, que giraria as hélices e criaria um impulso para a frente. O problema é que a quantidade de empuxo seria significativamente menor do que o tipo criado pela combustão química, ou seja, a queima de combustível. Em geral, o processo é uma utilização mais eficiente do combustível do que os planos tradicionais, mas que a velocidade máxima de uma aeronave eléctrico alimentado pode obter-se apenas 10-20% de uma aeronave de queima de combustível, e mesmo que esteja numa aeronave pequena escala. Até agora, nenhum avião elétrico ultrapassou a marca de 200 mph, enquanto que os aviões comerciais mais rápidos da história superaram os 1.500 mph (Tupolev TU 144).

O principal problema é a capacidade das baterias de gerar tanta energia quanto a queima de combustível. Para ter um vôo alimentado inteiramente por baterias, com uma carga cheia de passageiros, o avião teria que ser atolado com baterias (que não são as coisas mais leves do mundo!). Por exemplo, um Boeing 787 Dreamliner completo pode armazenar mais de 220.000 quilos de combustível para aviões. Para armazenar uma quantidade equivalente de energia na forma de baterias que iria pesar mais de 4.000.000 libras. À medida que a tecnologia e a capacidade da bateria continuam a melhorar, lideradas por visionários como Elon Musk, poderemos ver uma mudança para os aviões elétricos, mas no momento, ela simplesmente não é eficiente para grandes companhias aéreas comerciais.

Para aviões menores e vôos de curta duração, a energia elétrica é definitivamente uma realidade, e continuará a crescer rapidamente como uma indústria, mas para aqueles de uso sem aviões privados, podemos ter que lidar com aviões queima de combustível um pouco mais longo.

Outras pessoas são rápidas a apontar para o potencial de energia solar-powered aviões, mas o problema é ainda mais grave nesse caso. A quantidade de painéis solares que precisaria ser carregado em um avião para que ele voasse seria enorme, ea velocidade seria ainda menos impressionante, talvez inferior a 50 mph. Captura de energia solar e armazenamento de bateria continua a ser altamente ineficiente, avanços tão graves precisam ser feitas antes de nós estamos tomando energia-independente poça saltos sobre o oceano.

Quando começamos a falar sobre foguetes, é importante discutir as Leis do Movimento de Newton, especificamente # 3, que afirma que, para cada ação, há uma reação igual e oposta. Em terra, digamos, quando você está dirigindo um carro, o veículo empurra para trás contra o chão, graças à fricção, que permite que o carro para avançar. No espaço, no entanto, não há para cima, para baixo ou terreno, de modo que complica a situação. Nesse caso, como fizemos desde o início do programa espacial, e ejeção de massa deve trabalhar contra a direção do lançamento do foguete. Para simplificar isto, a velocidade de escape é igual à velocidade de avanço do foguete.

Atualmente temos combustível de foguete incrivelmente comprimido que é atirado para trás de um foguete para lançá-lo em órbita – ea liberação de energia para empurrar esse foguete para o espaço é enorme! Considere as mesmas limitações de baterias em aviões e acrescente mais algumas ordens de magnitude. Mais uma vez, simplesmente não temos baterias que podem gerar energia suficiente em uma massa eficiente: relação de saída para tornar um foguete elétrico-powered viável. O principal problema é obter um foguete do chão para o espaço. Se este problema pode ser superado, então o conceito de viagem espacial movido a bateria é muito mais viável.

Uma vez que um foguete o fez no espaço, há muitas outras teorias e idéias para a propulsão que não são limitadas pelas forças enormes da gravidade ea necessidade para o impulso. Propõe-se a propulsão iónica, assim como as velas de luz e a propulsão por feixe (em que um raio laser da Terra é dirigido a uma nave espacial e os fótons atuam como propulsor.) Esta tecnologia precisa está em fase de desenvolvimento Aqui.

Dito isto, muitas destas tecnologias potenciais são teóricas, e no caso de velas solares e feixe de luz “lightcraft”, toda a estrutura é muito pequena, e não é adequado para vôo tripulado.

Como está atualmente, desfrute de seus carros elétricos e dê um tapinha nas costas por contribuir para a revolução da energia sustentável, mas não segure a respiração para transições em grande escala para a energia elétrica para aviões e foguetes … na realidade, estamos Ainda anos ou décadas longe dessas incríveis inovações.