Elektriniai orlaiviai ir privatūs reaktyviniai lėktuvai

Kokie bus šiandien ir rytoj gaminami elektriniai orlaiviai? Kokie yra aplinkos apsaugos sprendimai?

Ekologinės krizės laikotarpiu transporto sektorius nuolat tobulėja ieškodamas mažiau taršių sprendimų. Po elektromobilių ir laivų dabar atėjo eilė lėktuvams ir privatiems lėktuvams, kurie bus varomi ekologiškesne energija. 2016 m. „Solar Impulse 2” po dvejų metų baigė skrydį aplink pasaulį, varomas saulės energija. Šiandien diskusijų centre – elektros energija.

Elektra aviacijoje pirmą kartą pasirodė 1881 m., kai broliai Tissandier pristatė dirižablio modelį su elektra varomu propeleriu. Pirmojo pasaulinio karo pabaigoje buvo sukurti elektriniai orlaiviai, tačiau jie nebuvo labai sėkmingi, nes nebuvo pakankamai galingi.

Praėjus šimtmečiui, aviacijos milžinai ir vizionieriai, tokie kaip Elonas Muskas, kuria ateities lėktuvus. Dauguma šių lėktuvų yra elektriniai, tačiau juose taip pat naudojamos naujos technologijos ir jie skatina mus kitaip galvoti apie aviaciją.

Šiandieniniai elektriniai orlaiviai

Kadangi elektros variklis yra mažesnis už žibalu varomą variklį, atsirandantys orlaiviai kartais būna revoliucingos konstrukcijos.

• Slovėnijos gamintojo „Pipistrel” „Alpha Electro” elektrinis variklis yra keturis kartus lengvesnis už įprastinį variklį ir dvigubai tylesnis. Tai vienintelis pasaulyje šiuo metu serijiniu būdu gaminamas elektrinis orlaivis, kuris rinkoje yra nuo 2017 m. Jo ličio-polimero baterijas galima įkrauti per 45 minutes, todėl skrydžio nuotolis trunka 50 minučių. Dvivietis orlaivis naudojamas pilotų mokymams.

• 2019 m. ” Bristell Energic” elektrinis orlaivis sėkmingai atliko pirmąjį skrydį. Jo elektrinę varomąją sistemą suprojektavo „Solar Impulse” padalinys H55. Jo skrydžio nuotolis – maždaug viena valanda, todėl jis idealiai tinka naudoti aviacijos mokyklose pilotams mokyti.

• „Alice” – tai Izraelio pradedančiosios įmonės „Eviation” 100 % elektrinis orlaivis, pristatytas 2019 m. Paryžiaus aviacijos parodoje. Juo žadama skraidinti devynis keleivius ir du įgulos narius 450 km/val. greičiu, o skrydžiai įvyks 2022 m. Jo skrydžio nuotolis – 1 000 km, todėl juo galima įveikti tokius atstumus kaip Paryžius-Nica ar Londonas-Ženeva. Jame sumontuotas „Magnix” elektros variklis ir akumuliatorius, kuris šiuo metu sudaro 60 % viso lėktuvo svorio. Po sprogimo skrydžio metu 2020 m. sausio mėn. šiuo metu baigiamas kurti prototipas.

• „City Airbus” – tai keturių vietų skraidantis taksi, sukurtas bendradarbiaujant Airbus, RATP ir ADP Group. Tai visiškai elektrinis, mažai triukšmo keliantis hibridinis orlaivis, galintis kilti ir leistis vertikaliai. Jis skirtas kelionėms tarp miestų centrų ir oro uostų ir galėtų būti parengtas 2024 m. olimpinėms žaidynėms. Bendrovė „Lilium” taip pat kuria itin modernų taksi droną. Kitos bendrovės, pavyzdžiui, „Uber”, kuria eVTOL (elektrinio vertikalaus kilimo ir tūpimo) orlaivio prototipus.

• Airbuskuri 2014 m. pradėjo kurti „E-fan”, 2017 m. pasitraukė iš projekto ir pradėjo kurtihibridizuotą„E-fan X”. Šios technologijos tikslas – sujungti vidaus degimo variklį, kuris yra labai efektyvus, su elektros varikliu. Bendradarbiaudama su „Rolls-Royce” ir „Siemens”, „Airbus” siekia pirmąjį hibridinį lainerį skraidinti 2021 m.

• NASA taip pat kuria trumpojo nuotolio elektrinius orlaivius. Pirmoji ” Mod IV” versija – X-57– buvo pristatyta 2020 m. pradžioje. Galutinė versija turės keturiolika variklių, du didelius propelerius galuose ir šešis mažus propelerius, pritvirtintus prie sparnų, kurie bus naudojami tik pakilimui ir nusileidimui. Jis galės skristi 276 km/val. greičiu ir pasiekti 4 200 m aukštį.

Galiausiai, tarp daugelio vis dar kuriamų elektrinių orlaivių pavyzdžių yra ir kinų „Liaoning General Aviation” orlaivis RX1E, hibridinis „Zunum Aero” orlaivis ir „Cora” eVTOL.

Šiandienos iššūkis

Daug regioninių skrydžių jau atlikta naudojant elektros variklius. Tačiau paprastai tai tik nedideli orlaiviai, skrendantys nedideliais atstumais. Dabar kyla iššūkis skraidinti vis didesnius ir didesnius orlaivius didesniais atstumais.

Lėktuvo varikliui reikia milžiniško energijos kiekio, o elektros baterijų nepakanka. Vienas kilogramas parafino turi 48 kartus daugiau energijos nei baterijos. Šį koeficientą galima sumažinti taikant tam tikrus pasiekimus, tačiau dėl baterijų gabenimo lėktuvas taip pat tampa sunkesnis visos kelionės metu, todėl jam reikia daugiau varomosios jėgos. Kitaip yra su parafinu, kuris sunaudojamas skrydžio metu.

Galiausiai, elektros revoliucija susijusi ne tik su varomąja jėga; ji taip pat reiškia, kad, pavyzdžiui, orlaivio ratuose gali būti įrengti elektros varikliai. Tokia praktika, vadinama elektriniu riedėjimu, sumažina parafino suvartojimą, išmetamųjų teršalų kiekį ir išlaidas, susijusias su orlaivio riedėjimo etapais.

Ateities elektrinis orlaivis

Kuriama daugybė prototipų, kuriuos finansuoja didžiosios aviacijos ir kosmoso grupės ir mažesnės pradedančiosios įmonės. Vienas iš sprendimų, kaip gabenti daugiau elektrinių baterijų ir skraidyti ilgiau, – kurti orlaivius iš lengvesnių medžiagų. Iki 2050 m. orlaiviai labai skirsis nuo tų, kuriuos esame įpratę matyti šiandien.

Štai keletas pavyzdžių:

• „Easyjet” bendradarbiauja su amerikiečių gamintoju „Wright Electric” ir kuria 100 proc. elektra varomą orlaivį 2030 m. Bandymai vyks 2023 m., o skrydžiai truks mažiau nei valandą ir bus vykdomi tokiais atstumais kaip Londonas-Amsterdamas, Paryžius-Ženeva ir Lionas-Bordo. ” Wright 1″ skirtas vežti 186 keleivius.

• „Transcend Air Vy 400″– hibridinis orlaivis tarp lėktuvo ir sraigtasparnio, galintis išvystyti 650 km/h kreiserinį greitį, – pirmuosius komercinius skrydžius Jungtinėse Valstijose pradės 2024 m.

• Pasak Elono Musko,viršgarsiniai orlaiviai yra aviacijos ateitis. Viršgarsinis orlaivis „Boom” turėtų pakilti į dangų 2020 m., o NASA X-59 – 2021 m. Tačiau jo poveikis aplinkai toks, kad kol kas mažai tikėtina, jog jis taps plačiai paplitęs.

Biomimikrija

Kitas inovacijų procesas – biomimikrija , inžinerijos metodas, kuriuo siekiama pasisemti įkvėpimo iš gamtos ir patobulinti esamus orlaivius. Airbus, pavyzdžiui, sukūrė regioninį reaktyvinį lėktuvą ” Bird of Prey”, naudodamas erelio ir sakalo sparnus, nes jie gali skristi greitai ir ilgai. Jame taip pat naudojamos deformuojamos plunksnos, pagamintos iš kompozitinių medžiagų. Tikriausiai šis lėktuvas niekada neišvys dienos šviesos, tačiau jis prisidėjo prie naujų idėjų atsiradimo ir naujo mąstymo apie aviaciją.

Airbus 2020 m. pristatė naują futuristinį orlaivį ” Maverick”, kurio trikampio formos konstrukcija galėtų sutaupyti iki 20 proc. degalų, palyginti su dabartiniais vienviečiais orlaiviais.

NASA taip pat kuria naujo tipo sparną, sukonstruotą iš tūkstančių tarpusavyje sujungtų dalių, kad skrydžio metu jis galėtų keisti formą.

Dirižablio sugrįžimas

Gali būti, kad dirižablis vėl sugrįš. Šis pusantro šimto metų senumo išradimas atitinka mūsų amžiaus iššūkius. Modernizuotas dirižablis turi daug privalumų: jis nekenkia aplinkai (sunaudoja dešimt kartų mažiau degalų nei lėktuvas), juo galima pasiekti atokias vietoves, kuriose nėra infrastruktūros, ir juo galima gabenti kelių šimtų tonų krovinius. Didžiosios Britanijos bendrovė ” Varialift” siekia pradėti eksploatuoti sunkiasvoriams kroviniams vežti skirtų dirižablių laivyną. Šiuo metu netoli Šatodūno (Prancūzija) esančioje aikštelėje statomi trys jų modeliai. Jie, varomi heliu, sunaudos tik 15 % degalų, reikalingų tokį pat krovinį gabenančiam lėktuvui.

Prancūzijos bendrovė ” Flying Whales ” taip pat planuoja nuo 2023 m. rinkai pateikti milžinišką banginio formos dirižablį, kuris sunaudotų penkiasdešimt kartų mažiau degalų nei lėktuvas ir neterštų aplinkos. Iš pradžių dirižabliai bus naudojami medienai iš sunkiai prieinamų vietovių gabenti.

Ar aviacija bus ekologiškesnė?

Tarptautinė konkurencija spartina prototipų kūrimą. Tačiau naujo tipo orlaivių sertifikavimas užtrunka ne vienerius metus, o tam tikros taisyklės yra kliūtis.

Dauguma šalių plėtoja orlaivių elektrifikavimą, kuris padeda mažinti išmetamųjų teršalų kiekį. Norvegija netgi nori, kad iki 2040 m. visi jos vidaus skrydžiai būtų 100 proc. elektriniai.

Tačiau, kaip „Safran” nurodo savo 2019 m. spaudos rinkinyje, aviacija niekada nebus 100 proc. elektrinė, ypač kalbant apie tolimojo susisiekimo orlaivius. Nors šiandien galima vykdyti daugybę regioninių skrydžių, reikėtų tikros technologinės revoliucijos, kad akumuliatoriai galėtų tiekti tiek energijos, kiek reikia laineriams. Ataskaitoje taip pat aiškinama, kad, deja, daugiau nei 80 % CO2 emisijos tenka būtent daugiau nei 1 000 km ilgio lainerių skrydžiams. Be to, turime rasti būdą, kaip perdirbti baterijas. Tačiau yra ir kitų sprendimų, papildančių elektros energiją.

Kokie yra ekologiniai sprendimai?

• Saulės energija galėtų pakeisti akumuliatorius ir taip maitinti elektros variklį. Vienvietis ” Solar Impulse 2″ įveikė 42 000 kilometrų, varomas 22 000 fotovoltinių elementų. SolarStratos yra jo įpėdinis; šis šveicariškas dvivietis šiuo metu kuriamas.

• Ekologiškesniam lėktuvui sukurti reikės kelių veiksnių derinio: efektyvesnio degalų naudojimo vidaus degimo variklių, alternatyvių degalų, kuriuose derinami biodegalai ir sintetiniai degalai, ir t. t. Kai kuriuose trumpojo nuotolio skrydžiuose jau naudojami biodegalai, tačiau dėl jų naudojimo didėja miškų kirtimas.

• Prancūzijoje prognozuojama techninė priežiūra padeda taupyti degalus. „Air France” naudoja ” Prognos” programinę įrangą savo orlaivių techninei priežiūrai stebėti. Tuo tarpu Tulūzoje įsikūrusi švariųjų technologijų bendrovė „OpenAirlines” oro transporto bendrovėms siūlo naujoviškus degalų valdymo sprendimus. Jos programinė įranga „SkyBreathe” leidžia joms sutaupyti iki 5 % parafino per skrydį.

• Kitas įdomus būdas – pailginti orlaivių sparnus, taip sumažinant jų pasipriešinimo jėgą ir sunaudojant mažiau degalų. Pavyzdžiui, „Boeing” 777X lėktuvas sukonstruotas su ilgesniais sparnais ir sulankstomais sparnų galais, todėl tai nekelia problemų.

• Vandeniliu varomas orlaivis yra plataus užmojo projektas, tačiau jis bus įgyvendintas tik po daugelio metų. Nė vienas gamintojas nesiėmė nagrinėti šio klausimo, nes vandeniliu varomam lėktuvui reikėtų keturis kartus didesnių bakų nei žibalu varomiems lėktuvams ir labai daug elektros energijos. Reikėtų permąstyti visą orlaivio architektūrą, kad juo būtų galima skraidinti keleivius.

Apibendrinant galima teigti, kad ateities aviacija yra daugialypė ir apima kelias technologijas. Elektriniai orlaiviai ir privatūs reaktyviniai lėktuvai sparčiai keičiasi ir populiarėja, o ekologiškus orlaivius kurti sunkiau.

AEROAFFAIRES tikisi, kad labai greitai galės pasiūlyti jums išsinuomoti naujos kartos elektrinius orlaivius. Tuo tarpu mūsų iniciatyva ” SkyCo2″ leidžia kompensuoti 100 % per skrydžius išmetamo CO2 kiekio remiant miškų atkūrimo projektą.

Mūsų aviacijos ekspertai visą parą, 7 dienas per savaitę telefonu +33 (0) 1 44 09 91 82 padės jums rasti jūsų poreikius geriausiai atitinkantį privatų skrydį.