Електричні літаки та приватні літаки

Якими будуть електричні літаки сьогодні і завтра? Які рішення існують для захисту навколишнього середовища?

У часи екологічної кризи транспортний сектор постійно розвивається, щоб знайти менш забруднюючі рішення. Після електромобілів та човнів настала черга літаків та приватних літаків, які переходять на більш екологічно чисті джерела енергії. У 2016 році літак Solar Impulse 2 завершив свій навколосвітній переліт після двох років польоту на сонячних батареях. Сьогодні електрична енергія знаходиться в центрі дебатів.

Вперше електрика з’явилася в авіації у 1881 році, коли брати Тіссандьє представили модель дирижабля з пропелером, що приводився в рух електрикою. Електричні літаки розроблялися наприкінці Першої світової війни, але без особливого успіху – вони були недостатньо потужними.

Століття потому авіаційні гіганти та візіонери, такі як Ілон Маск, будують літаки майбутнього. Більшість з цих літаків електричні, але вони також використовують нові технології і спонукають нас думати про авіацію по-іншому.

Сучасні електричні літаки

Оскільки електродвигун менший за гасовий двигун, літаки, що з’являються, мають іноді революційні конструкції.

• ЛітакAlpha Electro від словенського виробника Pipistrel має електричний двигун, який уatrразів легший за звичайний двигун, але при цьому працює вдвічі тихіше. Це єдиний електричний літак у світі, який наразі знаходиться у серійному виробництві, і представлений на ринку з 2017 року. Його літій-полімерні батареї заряджаються за 45 хвилин, забезпечуючи запас ходу 50 хвилин. Двомісний літак використовується для навчання пілотів.

• Електричний літак Bristell Energic успішно завершив свій перший політ у 2019 році. Його електрична силова установка розроблена компанією H55, похідною від Solar Impulse. Запас ходу складає близько однієї години, що робить його ідеальним для використання в авіаційних школах для підготовки пілотів.

• Alice – це 100% електричний літак від ізраїльського стартапу Eviation, представлений на Паризькому авіасалоні у 2019 році. Він обіцяє перевозити дев’ять пасажирів і двох членів екіпажу зі швидкістю 450 км/год для польотів у 2022 році. Запас ходу складає 1 000 кілометрів, що дозволяє йому долати такі відстані, як Париж-Ніцца або Лондон-Женева. Він оснащений електродвигуном Magnix і батареєю, яка наразі становить 60% його загальної ваги. Після вибуху в польоті в січні 2020 року прототип зараз допрацьовується.

• City Airbus – це літаюче таксі на чотириatrмісця, результат співпраці між Airbus, RATP та ADP Group. Це повністю електричний, малошумний гібридний літак, який може злітати і сідати вертикально. Він призначений для міських перевезень між центрами міст та аеропортами і може бути готовий до Олімпіади 2024 року. Lilium також розробляє ультрасучасний дрон-таксі. Інші компанії, такі як Uber, працюють над прототипами літаків EVTOL (електричний вертикальний зліт і посадка).

• Airbusяка почала розроблятиE-fan у 2014 році, вийшла з проекту у 2017 році на користьE-fan X, що використовуєгібридизацію. Метою цієї технології є поєднання високоефективного двигуна внутрішнього згоряння з електродвигуном. У співпраці з Rolls-Royce та Siemens компанія Airbus планує запустити перший гібридний авіалайнер у 2021 році.

• NASA також працює над ближніми електричними літаками. Перша версія Mod IV, X-57, була представлена на початку 2020 року. Остаточна версія матиме чотирнадцять двигунів, два великих пропелери на кінцях і шість малих пропелерів, прикріплених до крил, які будуть використовуватися виключно для зльоту і посадки. Він зможе літати зі швидкістю 276 км/год і досягати висоти 4200 метрів.

Нарешті, китайський RX1E від Liaoning General Aviation, гібридний літак від Zunum Aero та eVTOL від Cora також є одними з багатьох прикладів електричних літаків, які все ще перебувають у розробці.

Виклик сьогодення

Багато регіональних рейсів вже здійснюються з використанням електродвигунів. Однак, як правило, це лише невеликі літаки на короткі відстані. Зараз завдання полягає в тому, щоб літати все більшими і більшими літаками на довші відстані.

Двигун літака потребує колосальної кількості енергії, а електричних батарей недостатньо. Один кілограм парафіну містить у 48 разів більше енергії, ніж батареї. Цей фактор можна зменшити за допомогою певних досягнень, але використання батарей також робить літак важчим під час польоту, вимагаючи більшої тяги. Це не стосується парафіну, який витрачається під час польоту.

Нарешті, електрична революція – це не лише про рух; вона також означає, що колеса літака можуть бути оснащені електродвигунами, наприклад, у вигляді електродвигунів. Ця практика, відома як електричне руління, зменшує споживання парафіну, викиди та витрати, пов’язані з фазами руління літака.

Електричний літак майбутнього

Численні прототипи, що фінансуються великими аерокосмічними групами та меншими стартапами, перебувають на стадії розробки. Одне з рішень для перевезення більшої кількості електричних батарей і довших польотів – це створення літаків з легших матеріалів. До 2050 року літаки будуть дуже відрізнятися від тих, які ми звикли бачити сьогодні.

Ось кілька прикладів:

• Easyjet працює з американським виробником Wright Electric над створенням 100% електричного літака до 2030 року. Випробування відбудуться у 2023 році, рейси триватимуть менше години і покриватимуть такі відстані, як Лондон-Амстердам, Париж-Женева та Ліон-Бордо. Wright 1 розрахований на перевезення 186 пасажирів.

• Transcend Air Vy 400, гібрид літака і гелікоптера, здатний розвивати крейсерську швидкість 650 км/год, здійснить перші комерційні польоти з 2024 року в США.

• За словами Ілона Маска,надзвукові літаки – це майбутнє авіації. Літак Boom Supersonic має піднятися в небо у 2020 році, а літак NASA X-59 – у 2021 році. Однак його вплив на навколишнє середовище такий, що поки що навряд чи він набуде широкого розповсюдження.

Біомімікрія

Ще одним інноваційним процесом є біомімікрія – інженерна техніка, яка прагне черпати натхнення в природі для вдосконалення існуючих літальних апаратів. Airbus, наприклад, розробив регіональний літак Bird of Prey, використовуючи крила орла і сокола, оскільки вони здатні літати швидко і тривалий час. Він також має деформуюче пір’я, виготовлене з композитних матеріалів. Ймовірно, цей літак ніколи не побачить світ, але він сприяв появі нових ідей і нового способу мислення про авіацію.

Airbus у 2020 році представила новий футуристичний літак Maverick, чия трикутна структура може заощадити до 20% палива порівняно з нинішніми однопрохідними літаками.

NASA також працює над новим типом крила, побудованого з тисяч з’єднаних між собою частин, щоб воно могло змінювати форму в польоті.

Повернення дирижабля

Дирижабль цілком може повернутися. Цей винахід півторастолітньої давнини співзвучний викликам нашого століття. Модернізований дирижабль має низку переваг: він екологічно чистий (споживає вдесятеро менше палива, ніж літак), може дістатися до ізольованих районів без інфраструктури і може перевозити вантажі вагою в кілька сотень тонн. Британська компанія Varialift переслідує мету запустити флот дирижаблів, призначених для важких вантажних перевезень. Три моделі наразі будуються на майданчику поблизу Шатодуна, Франція. Працюючи на гелії, вони споживатимуть лише 15% палива, необхідного літаку з таким же навантаженням.

Французька компанія Flying Whales також планує з 2023 року вивести на ринок гігантський дирижабль у формі кита, який буде споживати і забруднювати довкілля в п’ятдесят разів менше, ніж літак. Дирижаблі спочатку будуть використовуватися для транспортування деревини з важкодоступних районів.

Чи стане авіація більш екологічною?

Міжнародна конкуренція прискорює розробку прототипів. Однак сертифікація нового типу літака займає роки, і на заваді стають певні правила.

Більшість країн розвивають електрифікацію своїх літаків, що допомагає зменшити викиди. Норвегія навіть хоче, щоб до 2040 року всі її внутрішні рейси були на 100% електричними.

Однак, як зазначає Safran у своєму прес-релізі за 2019 рік, авіація ніколи не буде на 100% електричною, особливо коли мова йде про далекомагістральні літаки. Хоча багато регіональних рейсів можливі вже сьогодні, знадобиться справжня технологічна революція, щоб батареї змогли забезпечити необхідну для авіалайнерів потужність. У звіті також пояснюється, що саме на перельоти авіалайнерів на відстань понад 1 000 кілометрів, на жаль, припадає понад 80% викидів CO2. Крім того, нам потрібно знайти спосіб переробки акумуляторів. Однак є й інші рішення, які доповнюють електричну енергію.

Які існують екологічні рішення?

• Сонячна енергія може замінити батареї для живлення електродвигуна. Одномісний літак Solar Impulse 2 пролетів 42 000 кілометрів, живлячись від 22 000 фотоелектричних елементів. SolarStratos є його наступником; цей швейцарський двомісний літак наразі перебуває на стадії розробки.

• “Зеленіший” літак вимагатиме поєднання факторів: більш економних двигунів внутрішнього згоряння, альтернативних видів палива, що поєднують біопаливо та синтетичне паливо, і так далі. Біопаливо вже використовується на деяких близькомагістральних рейсах, але в той же час його використання збільшує вирубку лісів.

• У Франції прогнозоване технічне обслуговування допомагає економити паливо. Авіакомпанія Air France використовує програмне забезпечення Prognos для моніторингу технічного обслуговування своїх літаків. Тим часом, тулузька компанія OpenAirlines, що базується в Тулузі, пропонує авіакомпаніям інноваційні рішення з управління паливом. Її програмне забезпечення SkyBreathe дозволяє економити до 5% парафіну за один рейс.

• Іншим цікавим підходом є подовження крил літака, що зменшує опір і, відповідно, споживання палива. Літак 777X від Boeing побудований з довшими крилами і складними закінцівками крил, щоб це не становило проблеми.

• З іншого боку,літаки на водневих двигунах – це амбітний проект, але він не стане реальністю ще багато років.atrЖоден виробник не розглядав цю тему, оскільки літак, що працює на водні, потребував би баків, у кілька разів більших, ніж для літаків, що працюють на гасі, і дуже великої кількості електричної енергії. Доведеться переосмислити всю архітектуру літака, щоб він міг перевозити пасажирів.

Отже, авіація майбутнього багатогранна і поєднує в собі кілька технологій. У той час як електричні літаки і приватні літаки швидко змінюються і розвиваються, екологічно чисті літаки проектувати складніше.

AEROAFFAIRES ми сподіваємося, що дуже скоро зможемо запропонувати вам оренду електричних літаків наступного покоління. А поки що наша ініціатива SkyCo2дозволяє вам компенсувати 100% викидів CO2, що генеруються вашими польотами, підтримуючи проект з відновлення лісів.

Наші авіаційні експерти до ваших послуг за телефоном +33 (0) 1 44 09 91 82 24 години на добу, 7 днів на тиждень, щоб допомогти вам знайти приватний рейс, який найкраще відповідає вашим потребам.