세계 최대의 비행기, 그것이 지어지면, 축구 경기장보다 더 많은 뻗어 가면 끝까지 뻗어 있습니다. 747의화물 공간이 12 배나 많은 기존 항공기보다 60 % 더 길어지면서 베헤모스는 날개가 돋아 난 유조선처럼 보일 것입니다.
Windrunner라고 불리는 2030 년까지 예상되는 것은 거대한 Wind-Turbine Blades를 운반 할 것입니다. 세계 대부분의 지역에서 육상 풍력 터빈 블레이드는 최대 70 미터 길이까지 제작할 수 있습니다. 이 크기의 제약 조건은 블레이드 엔지니어링 또는 물리학의 한계에서 비롯된 것이 아닙니다. 교통입니다. 터널이나 육교를 통해 맞지 않거나 도로와 레일의 더 날카로운 곡선을 수용 할 수 있기 때문에 더 크고 블레이드는 육지 위로 움직일 수 없었습니다.
그래서 Windrunner의 개발자, 라디아 Colo.의 Boulder의 Boulder는 비즈니스 모델을 풍력 발전 단지로 가져 오는 유일한 방법은 그곳에서 비행하는 것입니다. “업계의 회사는… 축구장보다 긴 칼날로 에펠 탑의 터빈을 만드는 방법을 알고 있습니다.” Mark LundstromRadia의 창립자 및 CEO. “그러나 그들은 그 기계를 배포 할 수 없다는 것에 실망 스럽습니다. [on land].”
Radia의 비행기는 2 개의 95 미터 블레이드 또는 105 미터 블레이드 1 개를 담을 수 있으며 풍력 발전 단지에 인접한 임시 흙 활주로에 착륙 할 수 있습니다. 이것은 대담하게 들릴 수 있습니다. 그러나 Radia의 지지자들은 Windrunner가 단순히 업무에 적합한 도구라고 주장합니다. 육상 풍력 터빈을 더 크게 만들 수있는 유일한 방법입니다.
결국 더 큰 터빈은 메가 와트 당 저렴한 비용으로 더 많은 에너지를 생성 할 수 있습니다. 그러나 문제는 다음과 같습니다. 초대화 비행기가 문제가 될 가치가 있습니까?
풍력 터빈 블레이드 운송 문제
항공 우주 엔지니어 인 Lundstrom은 9 년 전 Wind-Turbine 제조업체의 도움을받은 후 Radia를 설립했습니다. Lundstrom은 보도 자료로 게시 된 그들의 항변에서, 단순히 움직일 수있는 방법이 있다면 더 큰 육상 블레이드를 건설 할 수 있다고 말했다.
예를 들어, 미국에서는 고속도로 고속도로의 높이 (일반적으로 4.9 미터)가 더 큰 터빈 블레이드가 통과 할 수 없습니다. 육교 제한은 유럽에도 마찬가지입니다. Lundstrom은 일반적으로 터널과 육교가 적은 개발 도상국에서 더 많은 유연성이 있다고 말합니다. 그러나 많은 도로가 포장되거나 강화되지 않으므로 50 톤의 물체를 옮기는 것이 훨씬 어렵습니다.
중국의 일부 지역에는 도로 제약이 동일하지 않으므로 해상 풍력 터빈이 제작할 수 있습니다. 작년에 중국 다국적 기업 산니 재생 에너지 그것을 가지고 있다고 발표했습니다 통관에 15 메가 와트 모델을 설치했습니다중국 북동부의 Jilin Province, 131 미터 길이의 칼날이 있습니다. 블레이드는 몽골 내부의 산업 단지에서 제조되었으며, 이는 궁극적으로 설치된 1,800km 트레킹입니다.
Windrunner
해외 풍력 발전소 개발자 넓은 바다에서 운영하는 물류적이고 실용적인 도전으로 고통 받지만 칼날을 운반 할만 큼 큰 선박을 찾는 것은 그 중 하나가 아닙니다. 가장 큰 해외 블레이드 측정 250 미터 이상그리고 그들은 보통 화물선을 통해 운송됩니다. 제조업체는 일반적으로 해안에 시설을 찾습니다.
육상에서, 블레이드의 움직임은 인프라의 어려운 한계를 충족시켰다. 조인트가 약점을 생성하기 때문에 여러 조각으로 배송하고 현장에서 재 조립하면 작동하지 않습니다. 접합부는 또한 단일 폴리머 조각으로 만든 블레이드에 비해 너무 많은 무게를 더할 것이라고 말했다. 더그 아렌트National Renewable Energy Laboratory Foundation의 전무 이사 및 명예 NREL 연구원.
Arent는“구성 요소의 스트레스 엔지니어링에 달려 있습니다. 블레이드는 언젠가 현장에서 3D 인쇄 될 수있어 비행기의 필요성을 무효화 할 수 있지만 그 연구는 여전히 초기 단계에 있다고 그는 말했다. (Lundstrom은 3D 프린트 블레이드는 결코 일어나지 않을 것이라고 말합니다. 모든 풍력 발전 단지에 건설해야하기 때문에 크고 정교한 제조 시설이 필요하기 때문입니다.)
조각으로 움직이는 것이 어리석은 경우 앞으로 나아갈 길은 날아가는 것입니다. 그러나 가장 큰 기존화물 비행기 (C-5와 C-17조차도 미국 공군과 Russo-Ukrainian Antonov An-124 Ruslan이 흘러 나온 것)는 큰 터빈 블레이드를 수용하지 못합니다. Lundstrom은“생산에는 큰화물 항공기가 없거나 우리를 제외하고는 계획이 없다”고 Lundstrom은 말한다.
세계에서 가장 큰 항공기를 날리는 방법
Radia의 Windrunner에 대한 경험이 오늘날 회사의 Boulder 본사의 회의실 내부에 적합합니다. 여기, 2 ~ 4로 만든 일종의 전망대에는 비행 시뮬레이터가 있습니다. 여기서 나는 사실상 비행을 시도하고 거대를 착륙 시키려고합니다.
파일럿 의자, 조이스틱, 스로틀, 헤드 업 디스플레이가있는 비디오 화면 및 시뮬레이션 된 랜딩 기어 및 윙 플랩을 작동하기위한 몇 개의 버튼이 있습니다. 조종사의 머리 위의 조종석 공간을 차지할 비행기의 그리드는 아직 완성되지 않았습니다. 대신, 최종 컨트롤의 적층 사진이 제자리에 벨크로화됩니다.
Windrunner를 비행하려면 놀랍게도 레버와 컨트롤이 거의 필요하지 않습니다. 저의 Copilot은“물리학은 물리학입니다 Karni에서Radia의 고급 시스템 그룹의 주요 엔지니어 및 책임자. Karni가 Windrunner의 대기 속도를 제어하면 조이스틱을 잡아 당겨 가상 덴버 국제 공항의 활주로에서 안내합니다. 몇 분 후 나는 인근 호수 주변에서 계획된 U 턴을 만듭니다. 기동은 흔들립니다. 나는 이것이 큰 새이지만 조이스틱을 부드럽게 움직 이도록 상기시켜줍니다.
Windrunner
랜딩 기어와 플랩을 제어하는 Karni의 도움으로 우리는 덴버에 다시 내려 놓았습니다. 나는 Windrunner를 하나의 거대한 작품으로 유지할뿐만 아니라 다른 항공사의 불타는 고무의 눈에 띄는 줄무늬 직전에 활주로 앞쪽에서 멈추게합니다.
현실 세계에서,이 놀라운 감속의 위업으로 인해 Windrunner는 약 1,080 미터 정도의 항공기 (약 1,080 미터) 이내에 멈출 수 있습니다. 그리고 항공기에는 현대 공항의 완벽한 활주로가 필요하지 않습니다. 필수품에 의해 풍력 발전 단지의 주변에있는 도로와 같은 견고한 흙 트랙에서 착륙하고 이륙하도록 설계되었습니다.
이 기능은 비행기의 비교적 가벼운 무게, 날개 및 체형 및 큰 타이어로 활성화됩니다. 터빈 블레이드가 크지 만 조밀하지 않기 때문에 질량보다는 화물량에 최적화되어 있습니다. Windrunner는 효과적으로 하나의 거대한화물을 날아가는 데 필요한 최소한의 편의 시설을 가지고 있습니다. Lundstrom은“흙 위에 착륙하는 것은 기본적으로 휠당 몇 파운드의 수로 내려진다”고 Lundstrom은 말했다.
Windrunner의 4 개의 제트 엔진은 짧은 이륙에 도움이됩니다. Lundstrom은“항공기가 비어 있으면 엔진이 너무 강력하여 차량의 초기 전투기와 비슷한 추력 대량 비율을 가지고 있습니다.”라고 말합니다. (Radia는 현대 항공사가 이미 사용중인 엔진을 선택했지만 어느 엔진을 공개하지 않았습니다.)
비행기가 밑면을 긁지 않고 빠르게 하늘로 돌릴 수 있도록 백엔드는 지상에서 날카로운 각도로 휩쓸립니다. Windrunner를 안정화시키기에 충분한 키가 큰 단일 꼬리는 공항의 높이 제한 24 미터를 초과 할 수 있으므로 Radia 시간.
착륙의 경우 항공기의 넓고 튼튼한 날개는 거의 1,000 평방 미터의 표면을 사용하여 공기를 잡고 빠르게 감속합니다. 미국 공군의 C-130 허큘리스의 고전적인 디자인에서 빌린 20 개의 큰 타이어는 지상에 닿은 후 윈드 러너 속도를 늦추는 데 도움이 될 것입니다.
비행기의 입이 튀어 나와 Antonov An-124에서 빌린 기능인 동굴 내부를 드러냅니다. Gulfstream 개인 제트 전체만큼 큰 조종석 자체는 Windrunner의 비틀 거리는 프레임에서 튀어 나오는 여드름처럼 보입니다. 화물 공간을 방해하지 않기 위해 동체에서 튀어 나와 인간 거주지를 위해 설계된 비행기의 유일한 부분입니다. 비행 중에, 에너지를 절약하기 위해 에베레스트 산의 최고 수준에 대한 보류 만 가압됩니다.
풍력 터빈이 더 커진 이유
Radia를 방문하는 동안 가상 현실 헤드셋을 통해 날개 아래와화물 베이 내부에서 거상을 볼 수 있습니다. 날 수있는 창고 옆에 서있는 느낌이 듭니다. 가상 슈퍼 플레인이 위로 우뚝 솟은 것을보고, 비행기의 기념비적 인 규모를 파악하면 엔지니어링 분야 에서이 모험이 필요한지 궁금해합니다.
서반구에 지어진 가장 큰 헬리콥터는 최대 15 톤을 운반 할 수 있지만 메가 블레이드의 무게는 4 ~ 5 배의 무게가 지적 할 수 있다고 Lundstrom은 지적합니다. blimps와 비행선 무게를 가지고 다닐 수는 있지만 세탁소의 합병증 목록을 가져옵니다. 그들은 너무 느리고 악천후로부터 보호하기 위해 비싼 격납고가 필요하며, 현재는 헬륨이 필요하며 바람이 불 때 착륙하기 위해 고군분투합니다. “그리고 풍력 발전 단지는 바람이 부는 경향이있다”고 그는 말한다.
그리고 세계에서 가장 큰화물 비행기는 100 미터 블레이드의 길이를 충족시키기 위해 늘어날 수 없기 때문에 짧고 견고한 활주로에 착륙 할 수 없기 때문에 새로운 디자인이 필요합니다. 그럼에도 불구하고 근본적인 질문은 여전히 남아 있습니다 육상 풍력 터빈의 크기 증가 50 %의 가치가 있다고?
마이클 하우 랜드MIT의 풍력 최적화 전문가는 큰 가치 제안이 있다고 말합니다. 터빈의 전력 생성 용량은 풍속의 입방체와 회전 블레이드에 의해 생성 된 원의 직경의 정사각형에 의해 증가한다고 그는 말했다. 다시 말해, 더 큰 터빈은 개별 장치 당 비싸지 만 용량을 생성하는 것보다 더 비싸다. 그렇기 때문에 터빈의 크기가 수년에 걸쳐 꾸준히 더 커졌습니다.
Lundstrom은“당신은 절반의 많은 것을 가질 수 있습니다. “따라서 각 터빈의 비용이 상승했지만 기가 와트 당 비용은 줄어 듭니다.” 그는 Gigawind 터빈이 에너지 비용을 20 ~ 35 % 감소시키는 동시에 10 ~ 20 퍼센을 증가시킬 것이라고 추정합니다. T, 모든 항공편의 비용에도 불구하고 바람의 수익성이 두 배가됩니다.
총 터빈이 적다는 것은 풍력 발전 단지가 공기 흐름 간섭을 피하면서 더 멀리 떨어져있는 것을 의미합니다. 터빈은 거의 될 것입니다 두 배나 높아집니다그래서 그들은 대기의 더 높고 거친 부분에 도달 할 것입니다. 그리고 큰 터빈은 빨리 회전 할 필요가 없으므로 소규모 단위를 유지하는 데 필요한 약 7m/s에 비해 초당 평균 풍속의 평균 풍속이있는 곳에서 경제적으로 의미가 있습니다. Lundstrom은“결과는… 바람이 생존 할 수있는 세계에서 에이커의 두 배 이상입니다.
Windrunner가 풍력 발전 단지에 착륙 할 때 철도 장비는 터빈 블레이드를 비행기에서 굴립니다. 라디아
이 시장을 시작하고 최초의 윈드 러너를 지원하기 위해 Radia는 Wind-Turbine 제조업체와 파트너 관계를 맺고 국내 및 국제적으로 새로운 풍력 발전 단지를 개발하는 비즈니스 ARM을 개발하고 있습니다. Windrunners는 해당 농장과 다른 회사가 개발 한 농장에 블레이드를 전달할 것입니다.
Radia의 계획의 범위와 그 뒤에있는 야망은 Howland를 포함한 많은 관찰자들에게 깊은 인상을주었습니다. “저는이 아이디어의 혁신적인 정신에 놀랐지 만 매우 감동했습니다.”라고 그는 말합니다. “그랜드 도전을 해결하는 데있어 야심 찬 것이 좋습니다.” 그러나 육상“Gigawind”는 미지의 것으로 가득 차 있다고 그는 지적했다. 기록적인 터빈 크기의 흐름 물리 및 엔지니어링에 대해서는 덜 이해됩니다. 또한, 거대한 블레이드는 너무 커서 그 뒤에 터빈이 공기 온도의 변화와 지구의 회전으로 인한 코리올리 효과에 의해 눈에 띄게 영향을받을 수 있으며, 기본 과학의 혁신이 필요할 수 있다고 그는 말했다.
그런 다음 큰 비행기의 탄소 발자국에 대한 문제가 있습니다. 전체 풍력 발전 작업을 위해 충분한 블레이드를 이동시키기 위해 윈드 러너는 몇 달 동안 공장에서 농장으로 앞뒤로 날아갈 수 있으며 한 번에 하나 또는 두 개의 블레이드를 운반 할 수 있습니다. 이것은 트럭 운송과 비교하여 더 많은 탄소 배출량을 일으킬 수 있습니다. 그러나 Radia는 Advanced Wind Farms에 의해 생성 된 청정 에너지의 양이 CO를 상쇄하기에 충분할 것이라고 주장합니다.2 제트 엔진에서. 게다가, 풍력 발전소 탄소 발자국의 가장 큰 구성 요소는 콘크리트와 강철입니다. Lundstrom은 더 긴 터빈이 동일한 양의 에너지를 생성 할 수있게하면서 탄소 기여가 감소해야한다고 Lundstrom은 주장했다.
Radia가 계속 퀘스트를 시작함에 따라 어두운 구름이 노력에 걸쳐 있습니다. 도널드 트럼프 미국 대통령과 그의 행정부는 승인, 허가 및 정부 대출을 일시 중지함으로써 미국 풍력 에너지 산업을 중단 시키려고 여러 번 시도했습니다. 그러나 Lundstrom은 워싱턴에서 우세한 바람이 Radia의 날개를 자울 것이라는 개념에 반대합니다. 그는 단순히 돈이 너무 많다고 말했다.
“제 믿음은 그게됩니다 [it’ll] 스스로 정렬하십시오…. 우리는 배달 할 것입니다 [planes] Lundstrom은 말합니다. Lundstrom은 말합니다. 사회가 풍력을 생산할 수있는 규모를 증가시키는 것은 화석 연료가없는 미래에 중요합니다. 그리고 그 규모는 새로운 비행기 없이는이를 가능하게 할 수 없다고 말합니다.