Добавить новость
smi24.net
News in English
Октябрь
2018

The future of electrifying airplanes and boats

0

Global electric car sales are surging based on the public concern for greenhouse gas emissions. Transport makes up 14% of global emissions, however, this isn’t confined solely to road vehicles. International aviation and shipping account for more than 2% globally each. So, the big question is can we also electrify aviation and shipping? What materials and technologies exist that could even make this possible? Ben Stafford at online materials search engine Matmatch, explains.

 
The big difference in electrical motors for aircraft and shipping compared to those for electric vehicles is that they have much more extreme requirements in terms of weight and power output. So conventional electric motors composed of copper, iron and permanent magnets, which suffice for electric cars, just won’t do if we want to get an airliner off the ground.
 
High-temperature superconductors

High-temperature superconductors (HTS) are making high power, low weight motors possible. HTS materials lose their electrical resistance below a superconducting transition temperature.
 
For conventional superconductors these transition temperatures are so low that they need mostly to be cooled using liquid helium (-269º Celsius). HTS on the other hand operate at comparatively high temperatures and can be cooled using liquid nitrogen (-196º Celsius), a cheap and abundant coolant. Multiple manufacturers have developed methods for producing HTS wire, the price of which is even approaching that of copper.
 
Electric cargo ships

So how do HTS fit into the world of transport? One of the main constraints in constructing ever larger cargo ships is the size and complexity of the propulsion system. Electric ship propulsion has been around since the 19th century, however has mostly been limited to small vessels.
 
HTS wire can conduct the same current as a copper cable in about one tenth of the cross section. So, when used to replace copper windings and permanent magnets, HTS wire provided a huge volume reduction and can create much higher magnetic fields. This allows for much more compact, higher power electrical motors.
 
Another major advantage of replacing copper with HTS in motors is the absence of resistive heating during operation, meaning that only a very small cooling power is required once the superconductor is below its transition temperature. Of course, one of the major challenges is always how to implement a cryogenic system required to cool rotating HTS coils. This, however, is a challenge engineers have risen to.
 
Over the past few decades, several manufacturers have been constructing and testing powerful HTS motors with the high torque required in marine propulsion. Siemens, for one, has demonstrated a motor with a power of 4 MW and AMSC, a 36.5 MW system.
 
Getting HTS off the ground

When it comes to aviation, electric aircraft seem even farther fetched than electric ships. The work put into HTS ship motors over the years, however, has demonstrated that the advantages HTS bring to motor technology are even more applicable to aviation.
 
Aircraft have very strict weight requirements, which is evident in the industry’s interest in additive manufactured components (as well as some less technological ideas, such as one Japanese airline even asking their passengers to relieve themselves before boarding). Reducing fuel consumption is therefore not only essential for reducing emissions but is also a massive financial driver. Add to that the benefits of reduced noise and air pollution and electrification of aviation becomes very attractive to the industry.
 
Developments for passenger electric aircraft are already in full swing, with multiple companies working on prototypes including Airbus, Wright Electric and Zunum Aero. These are mostly hybrid concepts which will demonstrate electrical machines work in tandem with turbine engines for propulsion. In such a configuration that HTS motors are likely to make significant contributions. Looking beyond this, NASA have laid out plans to develop the N3-X aircraft. This should provide a 70% reduction in fuel consumption by using two gas-driven HTS generators to power the distributed HTS motor-driven fans.
 
With great power comes superconductivity

Despite the advantages, in reality the adoption of HTS in propulsion has been slow. Most probably this is down to the complexities of the technology and the associated developmental costs.
 
Nevertheless, the advancements made in exploiting HTS material properties since their discovery in the 1980s has been immense. Effort is still required to implement HTS motors on a large scale, yet, especially in the case of aviation, ambitious development goals have never stood in the way of progress.
 
As pressure increases to reduce emissions in transport, HTS won’t just offer improvements on conventional devices but will a key-enabling technology.
 
 

 

Images: 
Categories: 







118 лет назад, 25 июля 1907 года, Ставропольская психиатрическая больница приняла первых 47 пациентов

В депо «Чита» будет установлен первый цифровой весоизмерительный комплекс системы подачи песка под колесные пары локомотива

В мэрии назвали условия присвоения Элджею звания почётного жителя

Оркестр полиции Республики Сербской впервые выступит на фестивале «Спасская башня» в Москве


UFC Abu Dhabi live blog: Shara Bullet vs. Marc-Andre Barriault

Stanford dropout Sam Altman says college is ‘not working great’ for most people—and predicts major change in the next 18 years

Juventus and Roma weigh up McKennie & Cristante swap

Brit Who Fought Usyk Calls For Daniel Dubois To ‘Leave The Sport’ After Staying Down In Rematch


HRlink упростил контроль за сроками подписания кадровых документов

Отдых в отеле, джип и частный дом: какие взятки мог получить экс-губернатор Тамбовской области

Возбуждено первое в России уголовное дело о дропперстве

НПС построит новые съезды с Северо-Восточной хорды


Первый трейлер Battlefield 6

Краткая биографическая справка о центральных персонажах Mafia: The Old Country

Brütal Legend is free in honor of Ozzy Osbourne, but only for 666 minutes

Ninja Party можно предзаказать в мобильных маркетах с релизом в конце июля



"НАТО следит за Россией: как медиа рассказывают о воздушной разведке"

Уникальная возможность пройти эстетические процедуры с большими скидками

«Спартак» разгромно проиграл «Балтике» после двух удалений

Пловец из Москвы погиб во время заплыва на Волге


Неадекватный мужчина в нижнем белье вышел на дорогу на северо-западе Москвы

Сергей Собянин. Главное за день

Розовый бургер и Пельмень по паспорту: на какие меры идут рестораны для пиара

Технологии будущего: MGIMO Ventures объявляет старт четвертого сезона акселерационной программы


Сталин ценил талантливых генералов и их критику. Ивану Попову не повезло — в России в генералах ценят другое

Главные новости дня, 26 июля 2025 года

Университеты Баварии намерены усилить сотрудничество с военными структурами.

В Москве арестован подросток, который выстрелил в охранника на железнодорожной станции.


Соболенко — об Уимблдоне-2025: это ужасно, когда твоя жизнь зависит от результата

Фриц пробился в четвертьфинал турнира в Вашингтоне.

«Краснодар» — «Локо», UFC и матч Калинской: что посмотреть сегодня

Рахимова обыграла Шарму и вышла в основную сетку турнира WTA в Монреале


Сталин ценил талантливых генералов и их критику. Ивану Попову не повезло — в России в генералах ценят другое

"Динамо" обыграло "Ростов" со счетом 1:0 во втором туре РПЛ

Деньги на пенсии и фронт придут, откуда не ждали. В закромах чиновников оказались миллиарды. Работа кипит день и ночь

Опытный турист хотел опровергнуть обман в Абхазии, но сам стал жертвой


Музыкальные новости

Цискаридзе-Николаев откроет сезон МХТ. Какие еще премьеры обещают театры?

Оркестр полиции Республики Сербской впервые выступит на фестивале «Спасская башня» в Москве

Аукцион за часть дачи Пугачевой опровергли

Оззи Осборна убила коварная болезнь


Пловец из Москвы погиб во время заплыва на Волге

Ni Mash: пловец из Москвы умер во время заплыва на Волге в Нижнем Новгороде

«Спартак» разгромно проиграл «Балтике» после двух удалений

Московская область выиграла первый командный чемпионат России по гольфу


Технологии будущего: MGIMO Ventures объявляет старт четвертого сезона акселерационной программы

Алгоритмы Яндекс Музыки. Алгоритмы продвижения в Яндекс Музыка.

Мигель жестко прошелся по Zivert после успеха ее шоу в Москве: «Идите вы все!»

Группа Аквилон передала государству первые квартиры


На Московской столкнулись электровелосипед и легковушка

В центре Москвы крупная авария парализовала движение автомобилей

"КАМАЗ" одержал выездную победу над "Волгой" в матче Первой лиги.

В Подмосковье в аварии погибли два водителя и ребенок.


Почтовая карточка в честь основателя авиации внутренних войск

«Личная боль Путина, а им всё равно»: Военный не сдержался после выходки в Москве. Капитан тремя словами подписал себе «приговор»


Профессор Баранова рассказала, кому опасен новый штамм коронавируса



Профессор Баранова рассказала, кому опасен новый штамм коронавируса

Клиника гнатологии в Москве

"Осторожен за свое здоровье": Станкович высказался о усталости после игры с "Балтикой".

Ликсутов: в Москве увеличивают объем выпуска и ассортимент продуктов для здорового питания


Почему Израилю можно ВСЁ: Аннексия Палестины и молчание мира

Киев — часть России. Официально: О чём забыли Зеленский и Алиев, сговорившись о "деоккупации"

Турция заявила о договоренности по возможной встрече Путина и Зеленского


Ni Mash: пловец из Москвы умер во время заплыва на Волге в Нижнем Новгороде

«Спартак» разгромно проиграл «Балтике» после двух удалений

Пловец из Москвы скончался во время заплыва по Волге в Нижнем Новгороде

Пловец из Москвы погиб во время заплыва на Волге



Собянин рассказал, каким будет новый детский сад в Очаково-Матвеевском

Сергей Собянин поздравил работников торговли с профессиональным праздником

Сергей Собянин. Главное за день

Собянин: Строительство детского сада в Очаково-Матвеевском завершится в 2026


В Крыму потушен лесной пожар на территории три гектара.

Катар предупредил Европу о возможности прекращения поставок газа.

"Зеленая партия" в Тюрингии все чаще дистанцируется от политической активности.

В стране, любимой российскими туристами, срочно установили новые правила.


Сталин ценил талантливых генералов и их критику. Ивану Попову не повезло — в России в генералах ценят другое

Водитель грузовика насмерть сбил велосипедиста в Татарстане

Собянин: еще больше волонтеров смогут получить знак отличия от города

Тело мужчины извлекли из-под завалов дома в Саратове после взрыва газа


В Архангельске началось обучение бойцов СВО, сообщил Цыбульский.

В музее-заповеднике «Архангельское» пройдут «Jazzовые сезоны»

Путин дал указание рассмотреть проблемы онкологии в Архангельской области.

70 участников СВО в Архангельске показали мотивацию выше госслужащих — Цыбульский


Прогноз погоды в Крыму на 26 июля

Прогноз погоды в Крыму на субботу

Как пережить аномальную жару в Крыму без вреда для здоровья: пять правил

К парню с костылем подошли трое с требованием уступить. Он был готов, но заступилась бабушка по соседству


"Динамо" обыграло "Ростов" со счетом 1:0 во втором туре РПЛ

Автор видеоинструкции по бесплатному проезду в метро ответил по закону

Профессор Баранова рассказала, кому опасен новый штамм коронавируса

Тренер "Динамо" Карпин рассказал, как обыграл "Ростов" в матче второго тура РПЛ














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *