Estamos en los albores de una nueva era en el transporte.
A principios del siglo XX, los automóviles comenzaron a reemplazar a los caballos. Ahora, un siglo después, nos gustaría ver la movilidad moverse hacia el cielo. Kitty Hawk ha construido varios vehículos prototipo que funcionan con electricidad, despegan y aterrizan verticalmente y vuelan en el medio como un avión de ala fija. En conjunto, se denominan aviones eVTOL (despegue y aterrizaje vertical eléctrico).
Los eVTOL, como los construidos por Project Heaviside, muestran un gran potencial para el transporte diario. Con eso como un caso de uso eventual, una pregunta común que surge es: ¿pueden los vehículos eVTOL ser ecológicos? Específicamente, ¿pueden los vehículos eVTOL ser más eficientes energéticamente que los automóviles?
Según la prueba de manejo de autopista estándar de la EPA, un Nissan Leaf Plus 2020 usa aproximadamente 275 vatios-hora por milla cuando promedia 50 millas por hora. Puede acomodar cómodamente a cuatro, pero su ocupación promedio es de alrededor de 1.6. Por lo tanto, el consumo de energía de la hoja es de aproximadamente 171 Wh por milla de pasajero en todos los viajes.
Nuestro prototipo actual de Heaviside utiliza aproximadamente 120 Wh por milla de pasajero, y lo hace al doble de la velocidad de la Leaf: 100 millas por hora (por supuesto, podemos volar mucho más rápido, si lo deseamos). Podemos ahorrar otro 15% de energía porque, aunque las carreteras no son rectas, las rutas de vuelo sí lo son. En total, Heaviside requiere un 61% de energía para recorrer una milla.
¿Por qué Heaviside es tan eficiente? ¿No se necesita más energía para ir más rápido? Sí, y hace que la alta eficiencia que hemos logrado sea aún más dramática. La respuesta es que Heaviside puede aprovechar las formas aerodinámicas delgadas y de baja resistencia que simplemente no son prácticas en los automóviles.
La diferencia de resistencia entre una forma limpia y aerodinámica, como la sección del ala de abajo, y un cuerpo de farol como el cilindro, es enorme. Tan vasto que las dos formas dibujadas tendrán aproximadamente la misma cantidad de arrastre.
Créditos de imagen: Kitty Hawk (se abre en una nueva ventana)
El cilindro puede ser difícil de ver, está por aquí ↑
Lo que probablemente sea menos obvio es que las formas limpias, como las alas, deben elevarse cuando se colocan en ángulo con el viento. Esto no es solo observación, sino que puede demostrarse matemáticamente.
Los fabricantes de automóviles hacen un gran esfuerzo para diseñar formas que minimicen el arrastre, pero que no generen elevación o fuerza lateral en el viento, lo que resultaría en un manejo deficiente y ardilla; recuerde la última vez que condujo sobre un puente con vientos fuertes o en la dirección opuesta. de un gran camión en un camino rural estrecho.
Créditos de imagen: NASA (se abre en una nueva ventana)
Cuando pasa un automóvil, se necesita bastante aire.
Créditos de imagen: Kitty Hawk
El Proyecto Heaviside, por el contrario, deja una pequeña perturbación en el aire por el que pasa.
Entonces, Heaviside es bastante eficiente energéticamente. Pero, ¿qué pasa si las personas eligen viajar más lejos cuando existe esta opción? Lo que personalmente me sorprende de los rangos que hemos logrado es que Heaviside es un vehículo que, debido al consumo de energía extremadamente bajo, es más eficiente que un automóvil que viaja por la misma cantidad de tiempo.
Esto deja de lado el elemento más importante de los aviones eVTOL, que es que son completamente eléctricos, y los autos que nos gustaría reemplazarlos son casi todos de gasolina y diesel. Si bien puede ser difícil convencer al consumidor promedio de cambiar a un automóvil eléctrico simplemente por las emisiones, es probable que sea mucho más fácil convencerlos de que usen un dispositivo que les devuelva el tiempo.
Para decirlo de otra manera, si su viaje es el promedio de los EE. UU. De 16 millas, y si viajaba en un vehículo tipo Heaviside, tres paneles solares estándar en la azotea impulsarían su viaje en ambos sentidos.
Si bien tenemos un camino significativo por delante para desarrollar y colocar nuestros aviones comercialmente, y no podemos estar seguros de que los productos finales sean tan eficientes como nuestros prototipos, todavía estamos muy entusiasmados de demostrar que la eficiencia y el vuelo personal no tienen por qué estar reñidos. .
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