「行く」電気の最大の利点は、電気ファンがジェットターボファンよりも効率的であることです。ジェットターボファンは、ファンからの推力の75〜85%を生成し、「コア」排気流からの25〜15%を生成する。原則として、加速された空気の速度が遅いほど、少量の空気を非常に速く動かすと、加速された空気質量の運動エネルギーでエネルギーを失うため、より効率的に推力を生成します。そのため、大型(またはそれ以上)のファンでは、大量の空気を低速で加速する方がはるかに効率的です。ジェットエンジンは、フロントの大きなファンを背後のコンプレッサーシャフトに接続することでこれを実現しています。これはハイバイパスジェットエンジンです。
それでも、現代のターボファンは、エネルギー1kWあたり2ニュートンの推力を達成します。これは、エンジン自体が熱力学的効率が低く、電動ファン設計には適用されない様々な制約によってファンがサブ最適化されるためである。例えば、ファンの直径は、地上クリアランスおよびコンプレッサ駆動シャフトのRPMによって制限される。まだまだ速く回転し、先端の速度は超音速に行くことができます。これは、劇的なドラッグの損失と騒音の問題になります。その結果、バイパス比は非常に低く、本当に効率が高くなりません。これは実際には複数のファンを持つことで解決できます。追加の逆回転開放羽根を有する、例えばフュージュの後部の周りの電気ファンは、より効率的な航空機の本体からのゆっくりした空気を摂取することができ、翼部および尾部に沿った複数の地点に配置することができる。
電動ファンは、熱力学的エネルギー損失が約4倍で、先端速度が遅いため、最適RPMと低速空気出口速度は、1kWあたり20Nを超える可能性があり、おそらく35W/kWになります。彼らは達成するだろうが、それはターボファンよりもずっと良いと言うことは安全です。結果として、バッテリは、パワーエレクトロニクスおよび配線を含む約500Wh/kgで潜在的に競合する可能性があります。
モータの重さは、大きなコアを冷却するのが困難であることが指摘されているため、必要な電力に依存します。しかし、現在のジェットエンジンでファンを交換しようとは思わないが、複数の低出力ファンを搭載しているので、kW/kg単位の電力密度は上記の場合よりも高くなります。小さなファンも、これらの種類のモーターに適した、より速く回転することができます。
上記で指摘したように、REALの問題は、バッテリのエネルギー密度ではなく、バッテリの電力密度であり、離陸時に十分な電力を得るだけでなく、20-50分の範囲内で充電することです。電気式航空機は、短距離から中距離の飛行に対してのみ競争力があり、その多くは内的であり、速いターンアラウンド・タイムを有し、1kgあたり約1kWの電力密度が必要であり、それは高エネルギー密度電池大きなマージンで
理論的には、より大きな推力効率(例えば、60ニュートン/ kW)を得ることができれば、より少ないエネルギーしか使用することができないので、バッテリー容量の一部を循環させ、放電電力)。実際には、規定された電力密度は最大値ですが、エネルギー効率は低く、バッテリ寿命を短くする傾向があります。したがって、効率的にこのように動作するには、バッテリの電力密度が50%以上になる必要があります。
静電気イオンスラスタ(あなたがYouTubeで見ることができる 'リフター'で使用されているタイプ)を使用して110 kWの推力のニュートンが実証されましたが、これは推力密度が低く重量を考慮する必要があります。電圧を上げるとそれが助けになります。
飛行機が軽くならない問題はある程度重要ですが、燃料の節約と多くのファンを活用して翼周りの気流を助ける潜在能力は、低速での揚力を増加させ、それによって飛行エンベロープを通して質量が増加した。より大きな空気量をよりゆっくりと加速するとともに、先端速度および条件に対する角度の両方を最適化することができる、電気的に操作可能な可変ピッチブレードを有する逆回転プロペラの可能性のある実施形態は、全体の効率を大幅に高める。逆回転ファンの電気推進は、ディーゼルまたはジェットタービンに接続するよりもはるかに機械的に容易であり、民間航空機の高速化に適しています( https://en.wikipedia.org/wiki/Propfan を参照してください。これは、逆回転ダクトレスファンが効率的な利点を提供できることを示しています。騒音問題は、これらのプロペラを個々のジェットエンジンに関連付ける必要があり、再び、エンジンの直径および高RPMの制限の結果として高い先端速度を意味する。電気を通電すると、より遅い先端速度でより多くのファンを使用することができます。
余分なファンの重量は、重量と抗力の両方でカウリングを取り除くことによる利益によって部分的に相殺される。
充電問題のために、可能性のある実施形態は、巡航中および降下中にバッテリを一度充電し、上昇中に必要とされるエネルギーを補充する高度で高効率のエンジンとなる。これらは超電導発電機を使用する可能性があり、致命的な発電機の故障の適切なバッテリ予備リスクが軽減されるべきである。