Berdasarkan petikan di ChannelNewsAsia.Com, sekiranya terdapat revolusi dalam teknologi bateri, masa depan penerbangan akan berubah sepenuhnya, kata jurutera ini.
Di Cambridge, Pesawat eksperimen X-57, yang dibangunkan oleh NASA, dijangka terbang buat kali pertama tahun ini. Ia mempunyai 14 kipas yang mengagumkan di sepanjang sayapnya dan dikuasakan sepenuhnya oleh tenaga elektrik.
Ini kedengaran hebat memandangkan kita perlu mengurangkan bahan api fosil namun permintaan kita untuk penerbangan semakin meningkat. Tetapi sejauh manakah pesawat NASA akan membawa kita ke matlamat ini?
Mencari alternatif kepada bahan api penerbangan seperti minyak tanah akan menjadi kunci jika kita mahu terus terbang. X-57 menggunakan bateri litium untuk menjalankan motor elektrik untuk kipasnya. Tetapi tenaga yang anda dapat daripada bateri, berbanding dengan beratnya, adalah 50 kali kurang daripada yang anda boleh dapatkan daripada bahan api penerbangan.
KELAHIRAN SEMULA TEKNOLOGI PROPELLER
X-57 ialah pesawat Tecnam P2006T binaan Itali, empat tempat duduk yang diubah suai. Ia bergantung pada gabungan banyak kipas, motor kecil dan banyak bateri yang tersebar di seluruh pesawat, yang dikenali sebagai “distributed propulsion”. Pendekatan ini mewakili bidang penyelidikan dan pembangunan yang menarik yang boleh didapati dalam banyak reka bentuk pesawat elektrik eksperimen.
Apa yang berbeza tentang X-57 ialah sayap direka semula sepenuhnya dengan kipas yang diletakkan untuk mengoptimumkan aliran udara di sekelilingnya. Apabila kipas tidak diperlukan, bilahnya boleh dilipat ke belakang untuk mengurangkan seretan.
Teknologi propeller mengalami pengenalan semula mengenai kepentingan dan kegunaannya dalam usaha yang dilakukan untuk mengurangkan penggunaan bahan api fosil. Reka bentuk menjadi bukan sahaja lebih cekap, tetapi juga kurang bising dan lebih berpatutan. Kelajuan dan sudut padang kipas juga boleh diubah semasa penerbangan untuk menyesuaikan dengan kelajuan pesawat yang berbeza yang diperlukan untuk berlepas, mendarat dan pelayaran.
Ketumpatan udara berubah mengikut ketinggian dan menjejaskan tujahan yang anda perolehi daripada kipas. Sekarang kita boleh membuat kipas yang berfungsi dengan berkesan pada semua ketinggian dan kelajuan, kita benar-benar boleh memanfaatkan sepenuhnya tenaga yang disimpan dalam bateri. Reka bentuk baharu, seperti kipas 11 bilah yang pertama pada pesawat Piper Cheyenne, boleh mencapai tujahan yang sangat tinggi walaupun pada ketumpatan udara yang tinggi.
Sesetengah pesawat juga menggunakan “tujahan vektor” dengan membenarkan motor dan kipas berputar, yang memberikan pilihan untuk berlepas dan mendarat menegak. Pesawat ini mungkin lebih menyerupai helikopter berbanding kapal terbang, dan mungkin bermakna lapangan terbang konvensional dengan landasan panjang dan terminal besar akan menjadi perkara yang lama.
TEKNOLOGI BATERI
X-57 menggunakan bateri lithium-ion di luar rak. Ini kerana projek ini terutamanya menangani potensi untuk konfigurasi kipas dan sayap baharu dan bukannya membangunkan bateri yang sempurna.
Tetapi itu akan menjadi cabaran penting untuk diatasi oleh pemaju pesawat elektrik. Bateri litium adalah yang terbaik yang kami ada setakat ini, tetapi ia masih berat. Logam litium juga berbahaya kerana ia mudah terbakar.
Terdapat kelebihan menggunakan bateri. Berat mereka kekal malar sepanjang penerbangan, bermakna mereka tidak perlu disimpan di sayap seperti bahan api penerbangan secara tradisinya. Dengan bahan api cecair, berat pesawat berkurangan dengan ketara apabila bahan api digunakan dan mengekalkan bahan api di sayap memastikan bahawa keseimbangan pesawat tidak berubah.
Walau bagaimanapun, ia adalah ketumpatan tenaga dan jumlah tenaga yang terkandung dalam bateri berbanding dengan berat atau saiznya itu yang penting. Kemajuan baru dibuat secara berterusan, seperti bateri yang dicipta berdasarkan teknologi kuantum. Tetapi walaupun ini mengecas lebih cepat daripada bateri biasa, ia tidak akan menggantikan bateri litium dan tidak mungkin mengubah prospek penerbangan berkuasa elektrik.
Apa yang kita tunggu sebenarnya ialah revolusi dalam teknologi bateri, yang memberikan ketumpatan tenaga yang setanding dengan bahan api penerbangan.
ADAKAH X-57 MASA DEPAN?
Dengan jarak kira-kira 160km dan masa penerbangan kira-kira satu jam, X-57 dijangka tidak membawa kepada teknologi penggantian untuk penerbangan jarak jauh. Sekurang-kurangnya tidak langsung. Sebaliknya, penerbangan short-hop dengan 10 atau lebih penumpang adalah sasaran yang baik dan berpotensi untuk penerbangan awal yang dikuasakan oleh bateri.
Pesawat berkuasa hidrogen juga sangat menarik kerana ketumpatan tenaga hidrogen hampir tiga kali lebih besar daripada bahan api penerbangan konvensional. Tetapi hidrogen adalah gas dan ia perlu disimpan dalam tangki bahan api bertekanan untuk mengurangkan isipadunya.
Ini memerlukan pemikiran semula sepenuhnya reka bentuk pesawat. Beberapa kerja telah dilakukan dengan hidrogen yang disimpan sebagai cecair pada -253 darjah Celsius. Oleh itu, hidrogen untuk penerbangan menarik, tetapi mungkin tidak praktikal.
Bahan api sintetik sedia untuk digunakan sebagai pengganti bahan api penerbangan pada harga. Mungkin apabila teknologi berkembang, ia akan menjadi lebih murah, tetapi kemungkinan besar kos penerbangan akan meningkat apabila kita beralih daripada bahan api fosil. Bateri hampir pasti akan menjanakan penerbangan jarak dekat kami dalam masa terdekat dan jika terdapat revolusi dalam teknologi bateri maka masa depan penerbangan akan berubah sepenuhnya.
Akhirnya, kita akan berhadapan dengan kata dua iaitu sama ada kita memikirkan cara membuat pesawat yang tidak memerlukan bahan api fosil, atau kita berhenti terbang.
