Электрические самолеты и частные самолеты

Какими будут электрические самолеты сегодня и завтра? Какие существуют решения для защиты окружающей среды?

В эпоху экологического кризиса транспортный сектор постоянно развивается в поисках менее загрязняющих окружающую среду решений. После электромобилей и лодок настала очередь самолетов и частных самолетов, которые будут работать на более экологичных источниках энергии. В 2016 году Solar Impulse 2 завершил свой кругосветный полет, совершаемый в течение двух лет на солнечной энергии. Сегодня в центре всех дискуссий находится электрическая энергия. Впервые электричество появилось в авиации в 1881 году, когда братья Тиссандье представили модель дирижабля с пропеллером, приводимым в движение электричеством. Электрические самолеты были разработаны в конце Первой мировой войны, но без особого успеха, поскольку они не были достаточно мощными. Столетие спустя гиганты авиации и такие мечтатели, как Элон Маск, строят самолеты будущего. Большинство этих самолетов — электрические, но они также используют новые технологии и побуждают нас думать об авиации по-другому.

Современные электрические самолеты

Поскольку электродвигатель меньше, чем двигатель, работающий на керосине, появляющиеся самолеты имеют порой революционный дизайн.

• Alpha Electro словенского производителя Pipistrel оснащен электродвигателем, который в четыре раза легче обычного и при этом в два раза тише. Это единственный в мире серийно выпускаемый электрический самолет, представленный на рынке с 2017 года. Его литий-полимерные батареи можно зарядить за 45 минут, что обеспечивает дальность полета в 50 минут. Двухместный самолет используется для обучения пилотов.

• Электрический самолет Bristell Energic успешно завершил свой первый полет в 2019 году. Его электрическая силовая установка разработана компанией H55, которая является подразделением Solar Impulse. Дальность полета составляет около часа, что делает его идеальным для использования в авиационных школах для обучения пилотов.

• Alice — 100% электрический самолет от израильского стартапа Eviation, который будет представлен на Парижском авиасалоне в 2019 году. Он обещает перевозить девять пассажиров и двух членов экипажа со скоростью 450 км/ч, полеты начнутся в 2022 году. Запас хода составляет 1 000 километров, что позволяет преодолевать такие расстояния, как Париж-Ницца или Лондон-Женева. Он оснащен электродвигателем Magnix и батареей, которая в настоящее время составляет 60 % от общего веса. После взрыва в полете в январе 2020 года прототип находится на стадии доработки.

• City Airbus — четырехместное летающее такси, результат сотрудничества между Airbus, RATP и ADP Group. Это полностью электрический, малошумный гибридный самолет, который может взлетать и садиться вертикально. Он предназначен для городских перевозок между центрами городов и аэропортами и может быть готов к Олимпийским играм 2024 года. Lilium также разрабатывает ультрасовременный беспилотник-такси. Другие компании, такие как Uber, также работают над прототипами самолетов eVTOL (электрический вертикальный взлет и посадка).

• Компания Airbus, которая начала разработкуE-fan в 2014 году, вышла из проекта в 2017 году в пользуE-fan X, в котором используетсягибридизация. Цель этой технологии — объединить двигатель внутреннего сгорания, который отличается высокой эффективностью, с электромотором. Сотрудничая с Rolls-Royce и Siemens, Airbus планирует запустить первый гибридный авиалайнер в 2021 году.

• NASA также работает над созданием электрических самолетов для коротких рейсов. Первая версия Mod IV, X-57, была представлена в начале 2020 года. Окончательный вариант будет иметь четырнадцать двигателей, два больших пропеллера на концах и шесть маленьких пропеллеров, прикрепленных к крыльям, которые будут использоваться исключительно для взлета и посадки. Он сможет летать со скоростью 276 км/ч и подниматься на высоту 4 200 метров.

Наконец, китайский RX1E от Liaoning General Aviation, гибридный самолет от Zunum Aero и eVTOL от Cora также являются одними из многих примеров электрических самолетов, которые все еще находятся в разработке.

Задача на сегодня

Многие региональные рейсы уже совершены с использованием электродвигателей. Однако, как правило, это только небольшие самолеты на короткие расстояния. Сегодня задача состоит в том, чтобы летать на все более крупные самолеты на большие расстояния.Двигатель самолета требует колоссального количества энергии, и электрических батарей недостаточно. Один килограмм парафина несет в себе в 48 раз больше энергии, чем батареи. Этот фактор можно уменьшить с помощью определенных достижений, но при этом батареи делают самолет тяжелее на протяжении всего полета, требуя больше движущей силы. Это не относится к парафину, который расходуется во время полета. Наконец, электрическая революция касается не только силовой установки самолета; она также позволяет, например, оснастить колеса самолета электродвигателями. Такая практика, известная как электрическое такси, позволяет сократить потребление парафина, выбросы и расходы, связанные с фазами руления самолета.

Электрический самолет будущего

В настоящее время разрабатывается множество прототипов, финансируемых как крупными авиастроительными компаниями, так и небольшими стартапами. Одним из решений, позволяющих перевозить больше электрических батарей и летать дольше, является создание самолетов из более легких материалов. К 2050 году самолеты будут сильно отличаться от тех, которые мы привыкли видеть сегодня.

Вот несколько примеров:

• Компания Easyjet совместно с американским производителем Wright Electric работает над созданием 100-процентного электрического самолета к 2030 году. Испытания состоятся в 2023 году, а полеты будут длиться менее часа и охватывать такие расстояния, как Лондон-Амстердам, Париж-Женева и Лион-Бордо. Wright 1 рассчитан на перевозку 186 пассажиров.

• Transcend Air Vy 400, гибридное воздушное судно между самолетом и вертолетом, способное развивать крейсерскую скорость 650 км/ч, начнет свои первые коммерческие полеты с 2024 года в США.

• По мнению Элона Маска,сверхзвуковые самолеты — это будущее авиации. Сверхзвуковой самолет Boom должен подняться в небо в 2020 году, а X-59 НАСА — в 2021 году. Однако его влияние на окружающую среду таково, что пока он вряд ли получит широкое распространение.

Биомимикрия

Еще один инновационный процесс — биомимикрия , инженерная техника, которая стремится черпать вдохновение в природе, чтобы улучшить существующие самолеты. Например, Airbus разработал региональный самолет Bird of Prey, используя крылья орла и сокола, поскольку они способны летать быстро и долго. Он также оснащен деформируемыми перьями, изготовленными из композитных материалов. Возможно, этот самолет никогда не увидит свет, но он способствовал появлению новых идей и нового взгляда на авиацию. В 2020 году Airbus представил новый футуристический самолет Maverick. Его конструкция в форме треугольника может сэкономить до 20 % топлива по сравнению с нынешними однопроходными самолетами. NASA также работает над новым типом крыла, построенного из тысяч взаимосвязанных частей, чтобы оно могло менять форму в полете.

.

Возвращение дирижабля

Дирижабль вполне может вернуться. Это изобретение полуторавековой давности отвечает вызовам нашего века. Модернизированный дирижабль обладает рядом преимуществ: он экологичен (потребляет в десять раз меньше топлива, чем самолет), может добираться до изолированных районов, где нет инфраструктуры, и перевозить грузы весом в несколько сотен тонн. Британская компания Varialift преследует цель запустить флот дирижаблей, предназначенных для перевозки тяжелых грузов. В настоящее время три модели находятся в стадии строительства на площадке вблизи Шатодуна, Франция. Французская компания Flying Whales также планирует выпустить на рынок к 2023 году гигантский дирижабль в форме кита, который будет потреблять и загрязнять окружающую среду в пятьдесят раз меньше, чем самолет. Первоначально дирижабли будут использоваться для транспортировки древесины из труднодоступных районов. https://youtu.be/VjMAWRJ4054[/embed].

Станет ли авиация более экологичной?

Международная конкуренция ускоряет разработку прототипов. Однако на сертификацию нового типа самолета уходят годы, а некоторые нормы являются препятствием.Большинство стран развивают электрификацию своих самолетов, что помогает сократить выбросы. Норвегия даже хочет, чтобы все ее внутренние рейсы были на 100% электрическими к 2040 г. Однако, как отмечает Safran в своем пресс-ките на 2019 г., авиация никогда не будет на 100% электрической, особенно когда речь идет о дальнемагистральных самолетах. Хотя многие региональные рейсы возможны уже сегодня, потребуется настоящая технологическая революция, чтобы батареи смогли обеспечить необходимую авиалайнерам мощность. В отчете также поясняется, что именно на авиалайнеры, совершающие полеты на расстояние более 1000 километров, приходится, к сожалению, более 80 % выбросов CO2. Более того, нам необходимо найти способ утилизации батарей. Но есть и другие решения, дополняющие электроэнергию.

Какие экологичные решения?

• Солнечная энергия может заменить батареи для питания электродвигателя. Одноместный Solar Impulse 2 пролетел 42 000 километров на энергии 22 000 фотоэлектрических элементов. SolarStratos — его преемник; этот швейцарский двухместный автомобиль находится в стадии разработки.

• Для создания «более экологичного» самолета потребуется сочетание нескольких факторов: более экономичные двигатели внутреннего сгорания, альтернативные виды топлива, сочетающие биотопливо и синтетическое топливо, и так далее. Биотопливо уже используется на некоторых ближнемагистральных рейсах, но в то же время его применение увеличивает вырубку лесов.

• Во Франции экономить топливо помогает прогнозируемое техническое обслуживание . Компания Air France использует программное обеспечение Prognos для мониторинга технического обслуживания своих самолетов. В то же время базирующаяся в Тулузе компания OpenAirlines, специализирующаяся на чистых технологиях, предлагает авиакомпаниям инновационные решения по управлению расходом топлива. Ее программное обеспечение SkyBreathe позволяет им экономить до 5 % парафина за рейс.

• Еще один интересный подход — удлинение крыльев самолета, что снижает сопротивление и, соответственно, расход топлива. Например, самолет 777X компании Boeing построен с более длинными крыльями и складными законцовками крыльев, так что это не представляет проблемы.

• Самолеты на водородном топливе — это амбициозный проект, который, однако, не будет реализован в течение многих лет. Ни один производитель не рассматривает эту тему, поскольку для самолета, работающего на водороде, потребуются топливные баки в четыре раза больше, чем для самолета, работающего на керосине, и очень большое количество электрической энергии. Придется пересмотреть всю архитектуру самолета, чтобы он мог перевозить пассажиров.

В заключение следует отметить, что авиация будущего многогранна и сочетает в себе несколько технологий. В то время как электросамолеты и частные самолеты переживают стремительные изменения и рост, экологически чистые самолеты сложнее спроектировать.AEROAFFAIRES надеется, что уже совсем скоро сможет предложить вам аренду электросамолетов нового поколения. А пока наша инициатива SkyCo2 позволяет компенсировать 100 % выбросов CO2, образующихся в результате ваших полетов, путем поддержки проекта по восстановлению лесов.

Наши авиационные эксперты круглосуточно к вашим услугам по телефону +33 (0) 1 44 09 91 82, чтобы помочь вам найти частный рейс, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям.