¿Cuánta energía se consume cuando despega un avión?

Answer 1

Un gran bote cargado. Sin conocer el tipo de aeronave, no es posible ofrecer una cifra exacta en galones o BTU, pero los pilotos pueden buscar en su manual de operación (POH ~ manual de operación del piloto) una combustión de combustible muy cercana en función del peso del avión durante ese despegue. . Es enorme, considerando que están comenzando sin energía, potencial o cinética, y construyendo lentamente ambos durante la escalada; potencial es altitud, cinética es velocidad. Una vez en la altitud de crucero, acelerado, el consumo de combustible cae drásticamente, y el piloto puede usar su velocidad y altitud para un margen de seguridad serio si se pierde energía. La misma carga de combustible del barco ahora es energía almacenada, y él no necesita combustible para regresar (¿a salvo?) Al suelo.
Su manual le proporciona tanto el consumo de combustible de ascenso como el de crucero, y son muy diferentes. Él usa ambos para determinar el rango total.

Answer 2

Según Boeing, un 737-800 podría usar alrededor de 580 kg de combustible desde la liberación del freno al comienzo del despegue a través de la subida a 10,000 pies. A 12 kWh por kilogramo de combustible para aviones, eso es aproximadamente 6960 kWh de energía consumida. Como referencia, un hogar estadounidense promedio usa alrededor de 30 kWh de energía eléctrica por día.

Sin embargo, el artículo no nos dice cuánta energía se consume solo en la tirada de despegue. Pero para eso podemos hacer nuestra propia estimación.

La forma física de hacer esto sería:

[matemáticas] F_T \ displaystyle \ int {\ dfrac {1} {\ eta (s)} ds} [/ matemáticas]

donde [math] F_T [/ math] es su empuje (constante) del motor, [math] \ eta [/ math] es la eficiencia total del motor (depende de la velocidad, que puede escribirse en función de la posición), y [math] ds [/ math] varía a lo largo de la tirada de despegue

Para un 737-800, el empuje de despegue debe ser de alrededor de 200 kN, el recorrido de despegue puede ser de 1.4 km, y la eficiencia puede promediar 1/5 durante el lanzamiento (eso es una conjetura; alguien con experiencia en diseño de motores a reacción podría ser más preciso función para la eficiencia). Al conectar esos números obtengo unos 389 kWh.

Como verificación de cordura, este número debe ser algo mayor que cinco veces la energía cinética de la aeronave, [matemática] \ frac {1} {2} [/ matemática] [matemática] mv ^ 2 [/ matemática], en [matemática ] v_2 [/ matemáticas]. Entonces, conectando algunos valores típicos, por ejemplo, 72,000 kg de masa y 65 metros por segundo a [matemática] v_2 [/ matemática], encontrará que la energía cinética es aproximadamente un noveno del número que hemos calculado anteriormente. Por lo tanto, nuestra estimación probablemente no sea demasiado irrazonable.