Электрические самолеты скоро появятся?

Solar Impulse 2 представила 9 апреля 2014 года, как и Onera 7 апреля, планы по созданию 100% электрического самолета, который будет возможен только через несколько десятилетий… Самолет, который будет впервые представлен завтра на швейцарской авиабазе, имеет мало общего с теми, которые мы знаем. Хотя размах крыльев Solar Impulse 2 близок к размаху Airbus A380 (72 метра), его вес (2,4 тонны) едва превышает вес автомобиля 4×4. Кроме того, на его борту будет находиться всего один человек, что является поистине экстраординарным вызовом: первый кругосветный перелет с остановками на полностью электрическом самолете, работающем на солнечной энергии. В 2010 году первый прототип Solar Impulse уже летал 26 часов подряд. Новая версия, разработанная Бертраном Пиккаром и Андре Боршбергом, инициаторами этого безумного проекта, сможет оставаться в воздухе в течение пяти-шести дней, в зависимости от погодных условий. Более крупный, Solar Impulse 2 также прочнее — его предшественник не мог летать сквозь облака, поскольку электрические цепи были недостаточно герметичны, чтобы ограничить его вес — и комфортнее, хотя улучшения относительны: в кабине нет давления, и на борту может находиться только один пилот. Благодаря нескольким промышленным партнерам (Solvay, Altran, SunPower, Bayer и др.) и ученым (EPFL), самолет использует последние инновации в области материалов, батарей и эффективности солнечных элементов. Но его сверхлегкая конструкция из углеродного волокна больше напоминает о братьях Райт или Сантос-Дюмоне, чем о современном самолете. Solar Impulse — это символ всего, что можно сделать с современными технологиями, доведя их до предела, — говорит Бертан Пиккар. Это также способ показать, что мы можем решить наши энергетические проблемы, по крайней мере частично, с помощью технологического прогресса». Сегодня производители делают ставку в первую очередь на «более» электрические самолеты, способные, например, рулить по земле без использования двигателей. Но как насчет настоящего самолета с электрическим двигателем? Это фантазия инженера, технологический демонстратор или реальная концепция будущего? Вчера вечером группа исследователей из Центра аэронавтики и космических исследований при содействии CEA Tech представила свой ответ сотне промышленников в Aéro-Club de France. Мы пришли к выводу, что самолеты с электрическим приводом технически осуществимы и теоретически возможны для коммерческих перевозок в течение следующих двух-четырех десятилетий, в зависимости от планируемых миссий», — объясняет Антуан Гигон, директор отдела аэрокосмического прогнозирования компании Onera. «Это важная задача, поскольку, хотя экологический след аэронавтики довольно мал по сравнению с автомобилем, она оказывает значительное влияние на человека, в частности из-за шума», — признает Пьер Дюваль, организатор вечера от Aéro-club de France и председатель комиссии по окружающей среде Международной федерации аэронавтики. Если срок кажется таким далеким, это потому, что проблема сложная. Аэронавтика по-прежнему зависит от парафина, потому что нефть — это концентрированная форма энергии, гибкая и простая в использовании. «При нынешнем уровне наших знаний электрические двигатели не смогут достичь таких же высоких характеристик, как нынешние, в течение нескольких десятилетий. Нам необходимо разработать прорывные концепции и технологии, — объясняет Антуан Гигон. Бессмысленно пытаться «электрифицировать» существующий самолет: нужно начинать с нуля». ШЛЕМ НА КРЫЛЕ Именно так, с осторожностью, и поступили исследователи компании Onera. Мечтая о самолете, способном перевозить 100 пассажиров на тысячи километров, они более скромно подошли к персональному бизнес-джету, способному перевезти четырех человек на расстояние 600 километров менее чем за два часа. Внешний вид самолета кажется знакомым, но на самом деле все меняется: форма, силовая установка, энергия, аэродинамика… Электричество — это прорыв. Во-первых, в отличие от современных двигателей, эффективность которых растет с увеличением размера, их электрические родственники могут быть маленькими, но эффективными. Ушли в прошлое огромные, громоздкие моторы, которые ухудшают аэродинамику. Маленькие пропеллеры обтекаемой формы расположены в задней части крыла. Подобно вентилятору, каждый пропеллер поглощает воздух и выбрасывает его назад, создавая тягу. Все, что остается, — это источник питания. Невозможно не вдохновиться Solar Impulse и его фотоэлектрическими панелями, мощность которых все равно слишком мала для самолета с несколькими пассажирами. В проекте Onera электричество будет поставляться от батарей, но прежде всего оно будет вырабатываться на борту с помощью топливного элемента. Проблема в том, что придется хранить несколько килограммов водорода под высоким давлением или в жидком виде, что требует очень низкой температуры. Поэтому Антуан Гигон считает, что возможен промежуточный этап гибридной силовой установки, в которой электричество будет вырабатываться из энергии двигателей внутреннего сгорания: «Например, турбомашина будет приводить в движение электромотор». Исследователи выявили и другие препятствия, которые необходимо преодолеть, в частности, устойчивость бортовой электроники к электромагнитным полям, которые будет создавать сам самолет. Кроме того, самолету потребуются самые современные навигационные системы. «Персональный самолет предполагает, что он будет достаточно автоматизирован, чтобы быть доступным для любого пилота, и что его можно будет легко интегрировать в воздушное движение с помощью навигационного оборудования», — объясняет Клод Ле Таллек, руководитель проекта по авиации общего назначения, БПЛА и автоматизированным системам в компании Onera. Все эти ограничения требуют междисциплинарного подхода. «Эти подходы уже применяются при проектировании любого самолета, но они станут еще более необходимыми из-за накопления концепций и разрушительных технологий», — говорит Антуан Гигон, который подчеркивает, что уже сейчас необходимо приложить усилия, чтобы представить себе решения будущего. «Завтрашняя промышленность будет голой, если она не начнет думать о самолетах будущего уже сейчас. Мы должны думать о прорывных решениях, иначе за нас это сделают другие страны или континенты» Источник: Бенуа Жорж Журналист Les Echos