Grandes mudanças nos futuros aviões, que você verá durante a sua vida

Você está parado no telhado de uma torre de controle no aeroporto e vê um avião enorme chegando para pousar. Ele passa zumbindo sobre sua cabeça, mas tudo que você ouve é o vento assobiando. O primeiro som que o avião faz é raspar os pneus contra o asfalto.

Isso porque esse avião gigante funciona com eletricidade. Ele não precisa gastar toneladas de combustível. E ele não chama a atenção dos transeuntes com seu barulho ao sobrevoar a cidade. Mas os engenheiros preveem que aviões totalmente elétricos não surgirão nas próximas duas décadas. Por enquanto, o Dreamliner 787, que pode transportar trezentos e dez passageiros e não emite poluição, continua sendo um doce sonho para os projetistas.

Vamos voltar no tempo para cento e quarenta anos atrás.

Em 1883, um francês entusiasta da aviação fez o primeiro voo movido a eletricidade. Ele instalou um motor elétrico no dirigível. O problema era que esse motor pesava tanto quanto uma motocicleta grande. Portanto, o dirigível não podia voar longas distâncias nem levantar muitos passageiros.

Ok, de volta ao nosso tempo. O problema dos motores pesados ​​e baterias permanece sem solução. Meio quilo de combustível normal de avião contém sessenta vezes mais energia do que meio quilo mesmo da bateria mais avançada. Portanto, teríamos que aumentar o tanque do avião em sessenta vezes e enchê-lo de baterias.

Mas assim o avião fica muito mais pesado e mal consegue decolar. Então, é preciso que remover muitas coisas necessárias dele, como várias fileiras de assentos, banheiros e todas as bebidas e lanches para que o avião perca peso.

E então, colocam-se mais baterias em todos os lugares vazios. O avião consegue decolar agora. Mas não consegue pousar. O avião foi projetado para decolar com o tanque cheio e pousar quase sem nada. Caso contrário, seu trem de pouso simplesmente não aguenta a carga e quebra ao tocar o solo.

Portanto, se o avião precisar fazer um pouso de emergência logo após a decolagem, ele terá que circular sobre o aeroporto até gastar o combustível suficiente. Ele só pode pousar quando atingir um determinado peso.

Mas, no caso de baterias, o peso do avião não muda durante o voo. Portanto, os projetistas precisavam encontrar outra solução.

Vamos levar este pequeno avião monomotor até um hangar, retirar o antigo motor a combustível, o sistema de escapamento e o tanque de combustível, e substituí-los por um motor elétrico, muito menor e mais leve. Vamos encher todos os espaços livres com baterias. O peso da versão final do avião deve permanecer exatamente igual ao do avião original.

Agora ele pode decolar e voar sem problemas. Mas ele só pode fazer isso por curtas distâncias. E essa é uma grande vantagem dos aviões elétricos. Cerca de metade de todos os voos no mundo tem menos de oitocentos quilômetros. Há muitos voos de pequenas distâncias como de Nova York a Washington DC ou de Detroit a Toronto, com menos de trezentos e vinte quilômetros.

E há enormes aviões de passageiros fazendo esses voos. Eles decolam, ganham altitude e pousam imediatamente. Usar essas máquinas a combustível para percorrer distâncias tão curtas é como colocar um enorme elevador de carga em uma casa de dois andares. Não é lucrativo e não faz sentido.

Todos os aviões convencionais do mundo emitem cerca de um bilhão de toneladas de CO2 por ano. Sendo assim, podemos reduzir a quantidade de danos ao meio ambiente pela metade usando aviões elétricos.

Muitos projetistas estão tentando converter alguns aviões em elétricos. Por exemplo, o Cessna 208B eCaravan. O avião normal de passageiros de nove lugares agora usa um motor elétrico. E em 2020, ele estava passando por certificação. sso significa que todos os parafusos e fios do avião são testados quanto à segurança, um processo que pode levar anos.

O ES-19 é um avião totalmente elétrico de quatro motores. O casco de alumínio o tornou extremamente leve. Embora o preço por unidade seja de cerca de oito vírgula oito milhões de dólares, sua manutenção custa noventa por cento menos do que os aviões regulares. E a energia elétrica do avião em si é de cinquenta a setenta e cinco por cento mais barata do que o combustível padrão.

A aeronave será capaz de cobrir distâncias de cerca de trezentos e cinquenta quilômetros, o que é ótimo para viajar pela Europa ou entre ilhas remotas, além de poder utilizar pistas de até setecentos e sessenta metros. Como esses aviões são praticamente silenciosos, os aeroportos poderiam ser construídos próximos aos centros das cidades. Isso reduziria o tempo de viagem quase pela metade.

O Eviation Alice deu mais um passo em direção ao futuro. Este avião de nove lugares é feito quase inteiramente de materiais compostos e movido por três motores. A forma de barco invertido e a cauda em V tornam a sua aerodinâmica perfeita.

Ele tem o comprimento de um ônibus escolar e uma envergadura tão larga quanto uma quadra de basquete.

Seu peso máximo de decolagem é como o de dois SUVs. Sessenta por cento desse peso é das baterias. Isso lhe dá a capacidade de voar distâncias de cerca de mil quilômetros. Isso é mais do que a distância de Nova York a Detroit.

A melhor coisa sobre o Eviation Alice é a economia. Voar com nove passageiros e dois tripulantes em velocidade máxima custará cerca de duzentos dólares por hora.

Para aviões convencionais da mesma classe, como o Cessna e o Beechcraft, esse número seria cerca de cinco vezes maior.

Nos Estados Unidos, o problema dos voos de curta distância pode ser resolvido por uma rede de aeroportos abandonados. Existem cerca de dois mil deles e cinco mil aeroportos públicos.

Cada um deles pode ser equipado com uma estação para recarga, assim como um posto de combustível. Meia hora em uma estação de recarga para o Eviation Alice seria igual a uma hora de voo. Assim, enquanto os passageiros embarcam e desembarcam e suas bagagens são carregadas, o avião pode ser abastecido de energia suficiente para voar.

Portanto, os aviões pequenos são bons como um táxi aéreo ou um jato particular. Mas são necessários pelo menos vinte aviões Eviation Alice para substituir um Boeing 737 completo com cento e oitenta passageiros.

O preço de uma aeronave elétrica é de quatro milhões de dólares. Portanto, são oitenta milhões contra cem milhões para um Boeing. Então, o Eviation Alice ganha novamente.

A Zunum Aero tentou construir um avião elétrico que pudesse transportar cinquenta passageiros. A empresa comprou primeiro um avião ZA10 de doze lugares.

Ele era um híbrido movido pela força combinada de motores elétricos e tradicionais. Os engenheiros contaram com o desenvolvimento de baterias e previram que seu avião seria capaz de viajar mil e seiscentos quilômetros. Portanto, ele poderia voar de Los Angeles a Seattle com uma única carga. E só custaria quinhentos mil dólares a mais do que o Eviation Alice.

O grande avião de cinquenta lugares deveria ter funcionado com o mesmo princípio. Mas a empresa perdeu o financiamento antes que pudesse lançar o avião pronto.

Talvez possamos criar um avião totalmente elétrico que não tenha nenhuma peça móvel. Ele usaria vento iônico. Engenheiros do MIT criaram um modelo leve de avião com envergadura de cerca de cinco metros e sem motor.

Ele tem uma estrutura de metal semelhante a uma cerca entre as asas. Uma bateria alimenta essa estrutura com eletricidade carregada negativamente com 40.000 volts. Na parte de trás da asa, há uma mesma estrutura, porém carregada positivamente.

Quando esse sistema é energizado, sua extremidade frontal captura elétrons carregados negativamente do ar, como um ímã. Os elétrons então voam em direção à estrutura carregada positivamente na parte de trás.

Conforme os íons se movem, colidem com as moléculas de ar milhões de vezes. Isso cria impulso, assim como um avião normal. E, à medida que se move, continua carregando as partículas no ar e empurrando-as de volta.

Engenheiros do MIT fizeram cerca de dez voos de teste. O avião deles foi capaz de voar quase sessenta metros com impulso iônico. Porém, pesava pouco mais de dois quilos e voava sem piloto.

O avião tripulado mais leve do mundo, o BD-5J, pesa sete vezes mais. Portanto, ele deve ter asas gigantes para se ajustar a esta estrutura de metal para o impulso iônico. E a voltagem nessa estrutura teria que ser muito mais alta para criar impulso suficiente para permitir que o avião decolasse. Portanto, essa tecnologia precisa de muitos anos para ser desenvolvida e refinada antes de poder ser testada em aviões em escala real.

No momento, um dos esquemas de motores elétricos mais confiáveis ​​e econômicos é a combinação com hélices ou turbinas tradicionais. Um avião pode usar um motor elétrico para uma decolagem rápida e silenciosa.

Ele vai ganhar altitude e sair do espaço aéreo de uma cidade densamente povoada. Em seguida, ele dará partida nos motores principais, que funcionam com combustão de combustível. Isso permitirá que o avião alcance alta velocidade e voe longas distâncias.

Durante esse tempo, as baterias do avião serão carregadas pelo gerador movido pelo motor principal. Quando é hora de pousar, os motores principais param e o avião pousa silenciosamente com o motor elétrico.

Estamos gradualmente indo em direção a tornar os aviões totalmente elétricos e silenciosos. Assim, podemos ter aeroportos mais próximos dos centros das cidades. Isso economizará tempo de viagem e reduzirá a quantidade de gases nocivos emitidos na atmosfera da Terra.