Ist es machbar, Energie aus landenden Flugzeugen zurückzugewinnen, indem man einen Landebahnschlitten mit regenerativem Bremsen verwendet?

Was Sie vorschlagen, mag technisch möglich sein, aber das macht es nicht zu einer guten Idee.

Der Nutzen wäre jedoch gering im Vergleich zu den immensen Kosten, dem außerordentlichen technischen Aufwand und dem horrenden Risiko, dass etwas schief geht.

Flughäfen haben aus guten Gründen lange, breite Start- und Landebahnen. Flugzeuge landen nicht an einem einzigen Punkt. Ihr "Schlitten" müsste eine sehr breite und extrem lange Plattform sein.

Der Schlitten müsste in der Lage sein, das Gewicht eines großen Verkehrsflugzeugs zu tragen, wenn es aufsetzt . Ein großes Flugzeug kann eine Betonpiste beschädigen. Der Schlitten muss außerordentlich stark sein.

Ihre Plattform muss in sehr kurzer Zeit von null auf die Geschwindigkeit eines landenden Verkehrsflugzeugs beschleunigen; Wenn es stattdessen dazu führt, dass das Flugzeug zu schnell abbremst, reißt es Teile aus dem Flugzeug oder Gliedmaßen und Köpfe von den Passagieren.

Viel Glück beim Entwerfen und Herstellen dieses riesigen, starken und extrem leichten Schlittens.

(Vielleicht können Sie den Schlitten so gestalten, dass er der Geschwindigkeit des anfliegenden Flugzeugs entspricht. Das würde einige Probleme lösen, aber nur auf Kosten der Einführung einiger noch aufregenderer neuer, wie zum Beispiel, dass Sie gerade die größte und tödlichste Railgun der Welt gebaut haben.)

Was passiert, wenn etwas schief geht? Sie haben jetzt ein radloses Verkehrsflugzeug, das sich in Schwierigkeiten befindet, mit Landegeschwindigkeit, plus einen riesigen Schlitten, der möglicherweise auch mit über 300 km/h fährt. Ich möchte nicht einmal in derselben Stadt sein, geschweige denn am selben Flughafen.

Was werden Sie gewinnen? Nicht viel an eingesparter Energie durch regeneratives Bremsen; Die Energiekosten für die Wartung der Maschinen, die mit solch heftigen Bremswirkungen fertig werden können, werden dies sowieso bei weitem überwiegen.

Und tatsächlich ist das Rollen gut für Flugzeugtriebwerke, weil es ihnen ermöglicht, sich aufzuwärmen, bevor sie mit voller Leistung eingesetzt werden (es kann sogar gut für sie sein, nach der Landung langsamer abzukühlen).

Also, nette Idee, aber in diesem Fall ist das über 5000 Jahre alte Rad eine Erfindung, die besser für die Landung von Flugzeugen geeignet ist.

Um die Antwort von @Harper mit Zahlen zu versehen. Laut dieser Seite hat eine 737-800 ein maximales Landegewicht von 144,00 Pfund (65.000 kg) und eine Landegeschwindigkeit von 155 Knoten (~80 m/s). Das ist E=0,5 mv^2 = 0,5 * 65000 * 80^2 = 208 MJ Energie. 1 kWh sind etwa 3,6 MJ, also sprechen wir von 57 kWh. Eine Kilowattstunde Strom kostet etwa 10 Cent. Bei der Landung eines Düsenflugzeugs steckt also Energie im Wert von etwa 5,7 $ , vorausgesetzt, Ihr System war zu 100 % effizient. Wenn Sie Effizienzverluste berücksichtigen, sprechen Sie wahrscheinlich von 2,80 $ . Das ist so wenig im Vergleich zu dem, was das System kosten würde, es lohnt sich nicht.

(Bearbeiten: Ursprünglich wurde der Faktor 1/2 in der Energieberechnung gestrichen, also ist es noch weniger Geld, als ich ursprünglich gesagt habe).

Bei der Landung - Da ist keine Energie drin - Flugzeuge sind nicht so schwer. Wenn Sie denken, dass dort Energie im Wert von 1000 US- Dollar vorhanden ist, vergessen Sie es ... eine 737 könnte einen Wert von 1 US-Dollar haben Allein die Schwierigkeit, einen 50-MW-Energieschub zu speichern, würde eine geladene 747 erwischen. Allein der Batteriesatz - es wäre viel billiger, für eine zusätzliche Windmühle in einem Windpark zu bezahlen, "Danzig Airport" auf die Blätter zu malen und nenne es erledigt. Angesichts der schäbigen Renditen lohnt sich das extreme Sicherheitsrisiko, ein Flugzeug auf einer Rutschplattform zu erwischen, nicht. Ableiterdrähte würden an allen Fronten helfen, aber es gibt immer noch nur ein paar Dollar Energie.

Eigentlich wäre der eigentliche Gewinn für ein solches Plattformsystem Bodenoperationen. Das Flugzeug landet von selbst, nimmt eine Hochgeschwindigkeitsausfahrt, um die Landebahn für den Verkehr freizumachen, rollt auf eine Plattform und schaltet die Triebwerke ab. Die Plattform pendelt dann zum Vorfeld oder Gate. Dies löst eines der größten Sicherheitsprobleme in der Luftfahrt: das Bodenspiel, das eine positive Bewegungskontrolle im Eisenbahnstil ermöglicht. Es wird auch eine Tonne Treibstoff sparen, da Flugzeuge die Triebwerke erst kurz vor dem Start hochdrehen und sie bei der Landung sofort abschalten würden – wodurch die Triebwerkslaufzeit und die Überholungsintervalle um Stunden verkürzt werden.

Ich weiß nicht, wie ich mich fühlen würde, wenn ich eine Plattform für den Start verwenden würde, der Sicherheitsgewinn wäre eine positive Bewegungskontrolle (niemals das) und vor dem V1-Entscheidungspunkt in die Luft katapultiert zu werden. Aber viele Dinge können schief gehen.

Die Plattform würde über Induktion, Schlitzschienen (wie Gleichstromwagen) oder Oberflächenstromabnahme mit Strom versorgt und hätte einen "Startwagen" an Bord, der Standby-Strom, Klimaanlage und Entlüftung für den Motorstart bereitstellen könnte.

Wie andere bereits erwähnt haben, gibt es ein Problem in Bezug auf das, was Sie zurückbekommen, und die Komplexität und die Kosten für den Bau eines Schlittens, um das Flugzeug zu erreichen. Aber es gibt auch andere Themen, die von einer solchen Änderung betroffen sein werden. Sie hätten ein Problem damit, das Flugzeug danach zu bewegen; Wenn Sie gelandet sind, lassen Sie das Flugzeug auf einem Schlitten und bewegen es herum (kostet viel Energie, Änderungen an der Infrastruktur, Kapazitätsprobleme, wenn Ihnen die Schlitten ausgehen), oder bewegen Sie das Flugzeug vom Schlitten und wenn ja, wie? Rampen mögen funktionieren, nehmen aber viel Platz in Anspruch, um steile Steigungen zu vermeiden, und es kann auch eine Zeitstrafe im Vergleich zum konventionelleren Land-Taxi-Park geben.

Es ist unwahrscheinlich, dass die Schlitten die Landebahnen unverändert wiederverwenden können, daher müssen Sie möglicherweise separate Landebahnen für Flugzeuge bauen, die auf Schlitten landen, und für Flugzeuge, die konventionell landen oder starten. Können Flugzeuge die Schlittenbahn überqueren? Wenn nicht, werden einige Flughäfen (gelinde gesagt) behindert, da möglicherweise nicht genügend Platz vorhanden ist, um Rollwege zu bauen. Und in jedem Fall verlängern sich die Rollzeiten, wenn Sie nicht überqueren können, es sei denn, Sie bauen die auf Schlitten basierenden Start- und Landebahnen von allem anderen weg (erhöhte Kosten, da Sie mehr Fläche für den Flughafen benötigen).

In einigen Teilen der Welt gibt es Wetterbedingungen von -30 ° C mit viel Schnee und Wind bis zu + 30 ° C mit viel Wasser. Wie werden die Schlitten damit umgehen, ohne zusammenzubrechen? Was ist, wenn der Schlitten während einer Landerolle kaputt geht? Was wird die Auswirkung auf das Flugzeug sein, das oben sitzt?

Dies sind nur ein paar Gedanken, die ich hatte, als ich gelesen habe, was andere gepostet haben. Alles läuft auf die Kosten hinaus. Komplexität ist an sich kein Problem, aber ein komplexeres System hat auch einen höheren Wartungsbedarf und mehr Ausfallarten, was die Kosten in die Höhe treibt. Und obwohl das heutige System nicht perfekt ist, ist die Kombination aus Kosten, Komplexität und Flexibilität besser als alles andere, was bisher erdacht oder getestet wurde.