Електрически самолети и частни самолети

Какви са електрическите самолети днес и утре? Какви решения има за опазване на околната среда?

Във време на екологична криза транспортният сектор непрекъснато се развива, за да намери по-малко замърсяващи решения. След електрическите автомобили и лодки сега е ред на самолетите и частните самолети да се задвижват с по-екологични енергии. През 2016 г. Solar Impulse 2 завърши своя околосветски полет след две години, захранван със слънчева енергия. Днес електрическата енергия е в центъра на дебата.

Електричеството се появява за първи път в авиацията през 1881 г., когато братята Тисанджър представят модел на дирижабъл с витло, задвижвано с електричество. В края на Първата световна война са разработени електрически самолети, но без особен успех – те не са достатъчно мощни.

Век по-късно авиационни гиганти и визионери като Илон Мъск строят самолетите на бъдещето. Повечето от тези самолети са електрически, но те използват и нови технологии и ни насърчават да мислим за авиацията по различен начин.

Днешните електрически самолети

Тъй като електрическият двигател е по-малък от двигател, задвижван с керосин, възникващите самолети понякога имат революционен дизайн.

• Alpha Electro на словенския производител Pipistrel има електродвигател, който еatre два пъти по-лек от конвенционален двигател, като същевременно е два пъти по-тих. Това е единственият електрически самолет в света, който в момента се произвежда серийно, и е на пазара от 2017 г. Неговите литиево-полимерни батерии могат да се зареждат за 45 минути, което му осигурява пробег от 50 минути. Двуместният самолет се използва за обучение на пилоти.

• Електрическият самолет Bristell Energic успешно завърши първия си полет през 2019 г. Електрическата му задвижваща система е разработена от H55, отделна компания на Solar Impulse. Той има пробег от около един час, което го прави идеален за използване в авиационни училища за обучение на пилоти.

• Alice е 100% електрически самолет на израелския стартъп Eviation, представен на авиоизложението в Париж през 2019 г. Той обещава да превозва девет пътници и двама членове на екипажа със скорост 450 км/ч, като полетите ще започнат през 2022 г. Обхватът му е 1000 км, което му позволява да преодолява разстояния като Париж-Ница или Лондон-Женева. Той разполага с електрически двигател Magnix и батерия, която понастоящем представлява 60% от общото му тегло. След експлозия по време на полет през януари 2020 г. прототипът в момента се доработва.

• City Airbus е летящо такси с четириatrседалки, резултат от сътрудничеството между Airbus, RATP и ADP Group. Това е изцяло електрически, нискошумен хибриден самолет, който може да излита и каца вертикално. Той е предназначен за градско пътуване между градските центрове и летищата и може да бъде готов за Олимпийските игри през 2024 г. Lilium разработва и ултрамодерен таксиметров дрон. Други компании, като Uber, работят по прототипи на самолети eVTOL (електрическо вертикално излитане и кацане).

• Airbusкоято започна разработването наE-fan през 2014 г., се оттегли от проекта през 2017 г. в полза наE-fan X, който използвахибридизация. Целта на тази технология е да се съчетае двигател с вътрешно горене, който е високоефективен, с електромотор. В сътрудничество с Rolls-Royce и Siemens, Airbus има за цел да пусне първия хибриден самолет през 2021 г.

• НАСА също работи по електрически самолети за кратки разстояния. Първата версия на Mod IV, X-57, беше представена в началото на 2020 г. Окончателната версия ще има четиринадесет двигателя, две големи витла в краищата и шест малки витла, прикрепени към крилата му, които ще се използват единствено за излитане и кацане. Той ще може да лети със скорост от 276 км/ч и да достига височина от 4200 метра.

И накрая, китайският RX1E на Liaoning General Aviation, хибридният самолет на Zunum Aero и eVTOL на Cora също са сред многото примери за електрически самолети, които все още се разработват.

Предизвикателството днес

Много регионални полети вече са осъществени с помощта на електрически двигатели. Като цяло обаче това са само малки самолети, които се движат на къси разстояния. Сега предизвикателството е да се извършват полети с все по-големи и по-големи въздухоплавателни средства на по-дълги разстояния.

Двигателят на самолета изисква колосални количества енергия, а електрическите батерии не са достатъчни. Един килограм парафин пренася 48 пъти повече енергия от батериите. Този коефициент може да бъде намален с определени постижения, но носенето на батерии също така прави самолета по-тежък по време на пътуването, което изисква повече двигатели. Не така стои въпросът с парафина, който се изразходва по време на полета.

И накрая, електрическата революция не се отнася само до задвижването; тя означава също, че колелата на самолета могат да бъдат оборудвани с електрически двигатели, например. Тази практика, известна като Electric Taxiing (електрическо рулиране), намалява потреблението на парафин, емисиите и разходите, свързани с фазите на рулиране на самолета.

Електрическият самолет на бъдещето

В момента се разработват многобройни прототипи, финансирани от големи авиокосмически групи и по-малки стартиращи предприятия. Едно от решенията за пренасяне на повече електрически батерии и по-дълъг полет е създаването на самолети от по-леки материали. До 2050 г. самолетите ще се различават значително от тези, които сме свикнали да виждаме днес.

Ето няколко примера:

• Easyjet работи с американския производител Wright Electric по проект за 100% електрически самолет за 2030 г. Изпитанията ще се проведат през 2023 г., като полетите ще траят по-малко от час и ще покриват разстояния като Лондон-Амстердам, Париж-Женева и Лион-Бордо. Wright 1 е проектиран да превозва 186 пътници.

• Transcend Air Vy 400, хибриден самолет между самолет и хеликоптер, който може да развива крейсерска скорост от 650 км/ч, ще предлага първите си търговски полети от 2024 г. в САЩ.

• Според Илон Мъсксвръхзвуковите самолети са бъдещето на авиацията. Свръхзвуковият самолет Boom трябва да се издигне в небето през 2020 г., а X-59 на НАСА – през 2021 г. Въздействието му върху околната среда обаче е такова, че засега е малко вероятно да стане широко разпространен.

Биомимикрия

Друг иновационен процес е биомимикрията – инженерна техника, която се стреми да черпи вдъхновение от природата, за да усъвършенства настоящите самолети. Airbus, например, е проектирал регионалния реактивен самолет Bird of Prey, използвайки крилата на орел и сокол, тъй като те са способни да летят бързо и продължително време. Освен това той разполага с деформируеми пера, изработени от композитни материали. Той вероятно никога няма да види бял свят, но е допринесъл за появата на нови идеи и нов начин на мислене за авиацията.

Airbus представи нов футуристичен самолет през 2020 г. – Maverick, чиято триъгълна структура може да спести до 20% гориво в сравнение със сегашните едноместни самолети.

НАСА работи и върху нов тип крило, изградено от хиляди взаимосвързани части, така че да може да променя формата си по време на полет.

Завръщането на дирижабъла

Възможно е дирижабълът да се завърне. Това столетие и половина старо изобретение е в унисон с предизвикателствата на нашия век. Модернизиран, той има редица предимства: екологичен е (изразходва десет пъти по-малко гориво от самолета), може да достигне до изолирани райони без инфраструктура и може да превозва товари от няколкостотин тона. Британската компания Varialift има за цел да пусне в експлоатация флотилия от дирижабли, предназначени за превоз на тежки товари. Понастоящем три модела се строят на площадка близо до Шатодюн, Франция. Задвижвани от хелий, те ще изразходват само 15 % от горивото, необходимо на самолет със същия товар.

Френската компания “ Летящи китове“ също планира да пусне на пазара гигантски дирижабъл с формата на кит от 2023 г., проектиран да консумира и замърсява петдесет пъти по-малко от самолет. Първоначално дирижаблите ще се използват за транспортиране на дървен материал от труднодостъпни райони.

Ще стане ли авиацията по-екологична?

Международната конкуренция ускорява разработването на прототипи. Въпреки това сертифицирането на нов тип самолет отнема години, а някои разпоредби са пречка.

Повечето държави развиват електрификацията на своите самолети, което спомага за намаляване на емисиите. Норвегия дори иска до 2040 г. всички нейни вътрешни полети да бъдат 100% електрически.

Въпреки това, както посочва Safran в своя пресрилийз за 2019 г., авиацията никога няма да бъде 100% електрическа, особено когато става въпрос за самолети за дълги разстояния. Въпреки че днес са възможни много регионални полети, ще е необходима истинска технологична революция, за да могат батериите да осигурят енергията, от която се нуждаят самолетите. В доклада се обяснява също така, че за съжаление именно полетите на самолети на разстояние над 1 000 км са причина за над 80 % от емисиите на CO2. Освен това трябва да се намери начин за рециклиране на батериите. Съществуват обаче и други решения за допълване на електрическата енергия.

Какви са екологичните решения?

• Слънчевата енергия може да замени батериите за захранване на електрическия двигател. Едноместният самолет Solar Impulse 2 измина 42 000 км, като се захранваше от 22 000 фотоволтаични клетки. SolarStratos е неговият наследник; този швейцарски двуместен автомобил в момента се разработва.

• „По-екологичният“ самолет ще изисква комбинация от фактори: по-ефективни двигатели с вътрешно горене, алтернативни горива, които съчетават биогорива и синтетични горива, и т.н. Биогоривата вече се използват при някои полети на къси разстояния, но в същото време използването им увеличава обезлесяването.

• Във Франция прогнозираната поддръжка помага за спестяване на гориво. Air France използва софтуера Prognos, за да следи поддръжката на своите самолети. Междувременно базираната в Тулуза компания за чисти технологии OpenAirlines предлага на авиокомпаниите иновативни решения за управление на горивото. Нейният софтуер SkyBreathe им позволява да спестяват до 5% парафин на полет.

• Друг интересен подход е удължаването на крилата на самолетите, което намалява съпротивлението и съответно разхода на гориво. 777X от Boeing е конструиран с по-дълги крила и сгъваеми краища на крилата, така че това не представлява проблем.

• От друга страна,самолетите, задвижвани с водород, са амбициозен проект, който обаче няма да стане реалност преди много години. Нито един производител не е разгледал темата, тъй като самолетът с водородно задвижване ще изисква резервоари, коитоatre пъти по-големи от тези за самолети с керосиново задвижване, и много голямо количество електрическа енергия. Цялата архитектура на самолета ще трябва да се преосмисли, за да може той да превозва пътници.

В заключение, авиацията на бъдещето е многостранна и съчетава няколко технологии. Докато електрическите самолети и частните самолети се променят и развиват бързо, проектирането на екологични самолети е по-трудно.

AEROAFFAIRES надяваме се, че съвсем скоро ще можем да ви предложим наемане на следващото поколение електрически самолети. Междувременно нашата инициатива SkyCo2ви позволява да компенсирате 100% от емисиите на CO2, генерирани от вашите полети, като подкрепите проект за залесяване.

Нашите авиационни експерти са на ваше разположение на телефон +33 (0) 1 44 09 91 82 24 часа в денонощието, 7 дни в седмицата, за да ви помогнат да намерите частния полет, който най-добре отговаря на вашите нужди.