Електричні літаки скоро з’являться?

Solar Impulse 2, представлений 9 квітня 2014 року, як і Onera 7 квітня, – це плани на 100% електричний літак, немислимі вже кілька десятиліть…

Літак, який буде вперше представлений завтра на швейцарській авіабазі, має мало спільного з тими, які ми знаємо. Хоча розмах крил Solar Impulse 2 близький до розмаху крил Airbus A380 (72 метри), його вага (2,4 тонни) ледь перевищує вагу повнопривідного автомобіля. Перш за все, він перевозитиме лише одну людину за раз, що є справді надзвичайним викликом: перший навколосвітній переліт – із зупинками – на повністю електричному літаку, що живиться від сонячної енергії.

У 2010 році перший прототип Solar Impulse вже пролетів 26 годин поспіль. Нова версія, розроблена Бертраном Піккаром та Андре Боршбергом, промоутерами цього божевільного проекту, буде здатна перебувати в повітрі від п’яти до шести днів, залежно від погодних умов. Більший за розміром, Solar Impulse 2 також сильніший – його попередник не міг літати крізь хмари, оскільки його електричні схеми не були достатньо водонепроникними, щоб обмежити його вагу – і комфортніший, навіть якщо поліпшення відносне: кабіна не герметична, і на борт може піднятися лише один пілот за раз.

Завдяки кільком промисловим партнерам (Solvay, Altran, SunPower, Bayer та ін.) та науковцям (EPFL), літак використовує останні інновації в матеріалах, акумуляторах та ефективності сонячних батарей. Але його надлегка структура з вуглецевого волокна більше нагадує літаки братів Райт або Сантоса-Дюмона, ніж сучасні літаки. solar Impulse – це символ усього, що можна зробити з сучасними технологіями, якщо довести їх до межі, – каже Бертанд Піккард. Це також спосіб показати, що ми можемо вирішити наші енергетичні проблеми, принаймні частково, за допомогою технологічного прогресу

Сьогодні виробники роблять ставку насамперед на “більш” електричні літаки, здатні, наприклад, рулювати на землі без використання своїх двигунів. Але як щодо справжнього літака на електричній тязі? Це фантазія інженера, технологічний демонстратор чи реальна концепція майбутнього? Вчора ввечері команда дослідників з Центру аеронавтики та космічних досліджень за допомогою CEA Tech представила свою відповідь близько сотні відібраних промисловців в Аероклубі Франції. Результатом їхнього форсайту став справжній літак, щоправда, поки що на папері, але який цілком може одного дня піднятися в повітря.

“Ми дійшли висновку, що літаки на електричній тязі є технічно здійсненними і теоретично можливими для комерційних перевезень протягом двох -atrдесятиліть, залежно від передбачуваних місій”, – підсумовує Антуан Гігон, директор департаменту аерокосмічного прогнозування компанії Onera. “Це важлива мета, адже хоча вплив авіації на навколишнє середовище порівняно з автомобілем досить малий, вона має значний вплив на людину, особливо через шум”, – визнає П’єр Дюваль, організатор вечора від Аероклубу Франції та голова Комісії з питань навколишнього середовища Міжнародної федерації повітроплавання, – “Це дуже важлива мета.

Якщо дедлайн здається таким далеким, це тому, що проблема є складною. Авіація залишається залежною від парафіну, оскільки нафта є концентрованою формою енергії, гнучкою і простою у використанні. “При нашому нинішньому рівні знань електрична тяга не зможе досягти такої ж високої продуктивності, як нинішня тяга, протягом декількох десятиліть. Нам потрібні проривні концепції та технології”, – пояснює Антуан Гігон. Немає сенсу намагатися “електрифікувати” вже існуючий літак: потрібно починати з нуля.

ПРОПЕЛЕРИ НА КРИЛІ

Це те, що з обережністю зробили дослідники Onera. Поки вони мріють про літак, здатний перевозити 100 пасажирів на тисячі кілометрів, вони були більш скромними у вирішенні проблеми персонального бізнес-джета, здатного перевозитиatrлюдей на відстань понад 600 кілометрів менш ніж за дві години. Його загальний вигляд здається знайомим, але насправді змінюється все: форма, силова установка, енергетика, аеродинаміка… Електрика – це прорив. По-перше, на відміну від сучасних двигунів, ефективність яких зростає зі збільшенням розміру, їхні електричні родичі можуть бути маленькими, але ефективними. Величезні, незграбні двигуни, які погіршують аеродинаміку, пішли в минуле. Невеликі, обтічні пропелери вирівняні в задній частині крила. Подібно до вентилятора, кожен пропелер всмоктує повітря і викидає його назад, створюючи тягу.

Залишається лише джерело живлення. Неможливо черпати натхнення з Solar Impulse та його фотоелектричних панелей, потужність яких все ще занадто мала для літака, що перевозить кількох пасажирів. У проекті Onera електроенергія постачатиметься від акумуляторів, але передусім вироблятиметься на борту за допомогою паливного елемента. Проблема полягає в тому, що необхідно буде зберігати кілька кілограмів водню під високим тиском або в рідкому вигляді, що вимагає дуже низької температури. Тому Антуан Гігон вважає, що можливий проміжний етап гібридної силової установки, коли електроенергія виробляється з енергії двигунів внутрішнього згоряння: “Наприклад, турбомашина приводила б у рух електродвигун. Але концепція літака, який би максимально ефективно використовував комбінацію двигунів внутрішнього згоряння та електричної енергії, ще не визначена

Дослідники визначили й інші перешкоди, які необхідно подолати, зокрема, стійкість бортової електроніки до електромагнітних полів, які створюватиме сам літак. Літак також потребуватиме найсучасніших навігаційних систем. “Персональний літак передбачає, що він може бути достатньо автоматизованим, щоб бути в межах досяжності будь-якого пілота, і що він може бути легко інтегрований в повітряний рух за допомогою навігаційних засобів”, – пояснює Клод Ле Талек, керівник проекту загальної авіації, БПЛА та автоматизованих систем в Onera. Всі ці обмеження вимагають міждисциплінарного підходу. “Це підходи, які вже застосовуються до проектування будь-якого літального апарату, але які стануть ще більш необхідними через накопичення концепцій і проривних технологій”, – говорить Антуан Гігон, який підкреслює зусилля, які необхідно докласти прямо зараз, щоб уявити собі рішення майбутнього. “Завтрашня промисловість буде голою, якщо вона не почне думати про літаки майбутнього вже зараз. Ми повинні думати про проривні рішення, інакше за нас це зроблять інші країни або континенти”

Джерело: Бенуа Жорж, журналіст Les Echos