В небо на батарейках. Когда самолеты начнут заряжать от розетки

Электрификация всех видов транспорта в мире идет семимильными темпами - электрокары и электробайки стали обычными средствами передвижения. Но один из видов транспорта электрифицируется довольно медленно - это воздушные суда.

Считается, что впервые самолет с электродвигателем поднялся в небо еще в 1957 году. Правда, это была всего лишь экспериментальная авиамодель. Полноценно электросамолеты стали завоевывать мир авиамоделизма с 1970-х годов, с появлением новых типов электродвигателей, аккумуляторов и преобразователей-регуляторов.

В авиации идет непрерывная борьба за каждый килограмм лишнего веса, а аккумуляторы долго время были слишком тяжелы для воздушных суден. Впрочем, мощность, вес и размеры современных электродвигателей уже соответствует авиационным требованиям, а емкость аккумуляторов благодаря новым технологиями постепенно растет с каждым годом. Однако современная авиация - очень зарегулированная отрасль. И хоть электродвигатели в авиации называют революционным решением, электросамолеты только начинают сертифицировать. Что не мешает конструкторам создавать все новые модели воздушных суден "на батарейках".

Помимо высокой стоимости авиатоплива у обычных самолетов основная проблема - большие затраты на обслуживание двигателя внутреннего сгорания. Современный же электродвигатель очень простой как в эксплуатации, так и в обслуживании, и имеет высокий КПД. Так, учебные полеты на электросамолетах позволяют сократить расходы на 70%. К тому же, у таких транспортных средств нулевые выбросы CO2 и они почти бесшумны. 

Solar Impulse 2

Швейцарский самолёт Solar Impulse 2 не просто летит на электротяге - он подзаряжается от солнечных батарей прямо во время полета. Это первый в мире пилотируемый самолет, который способен летать за счёт энергии Солнца неограниченно долго. Солнечная энергия используется четырьмя двигателями и одновременно запасается в аккумуляторных батареях.

Чтобы самолет мог лететь исключительно на энергии Солнца, самолет пришлось сделать огромных размеров. Solar Impulse имеет размах крыла, сравнимый с современным широкофюзеляжным самолетом Airbus A340 (63 метра). Правда, весит Solar Impulse при этом 1600 кг, а заправленный Airbus A340 - 380 т. Да и разница в скорости огромна: крейсерская скорость Solar Impulse - 70 км/ч, а Airbus A340 - 871 км/час.

Так что Solar Impulse по современным меркам ближе к планерам, чем к самолетам. Каждый его полет зависит от погодных условий: небо должно быть абсолютно ясным. Впрочем, создатели Solar Impulse никогда не скрывали, что этот летательный аппарат предназначен для пропаганды альтернативной энергетики. Свой первый полет он совершил 3 декабря 2009 года. А в 2015-2016 годах Solar Impulse 2 с промежуточными посадками совершил свою главную миссию: кругосветное путешествие.

Airbus E-FAN

Экспериментальный двухместный аккумуляторный самолёт E-FAN был разработан компанией Airbus совместно со специалистами из фирмы Aero Composites Saintonge, а также главного управления гражданской авиации Франции (DGAC).

Воздушное судно впервые представили в июле 2013-го на Международном авиасалоне в Ле-Бурже. В воздух Airbus E-FAN поднялся 11 марта 2014-го с аэродрома около французского города Бордо.

Изначально он проектировался как тренировочный самолёт, способный выполнять фигуры высшего пилотажа. Судно буквально напичкано различными инновационными решениями. Вместо традиционных для самолетов такого типа пропеллеров Airbus E-FAN оснащен импеллерами (механизм, заключенный в кольцо). Для ускорения взлета одно из колес основного шасси оснащено приводом от электромотора. Это позволяет разгонять самолет по взлетно-посадочной полосе, более эффективно расходуя энергию батарей. В целом час полета самолета обходится в $16.

Siemens Extra 330LE

В начале 2016-го компания Siemens провела успешный пробный запуск электрического самолета Extra 330LE. 

Этот экспериментальный самолет создан на основе популярного двухместного самолета Extra 300L. Который, в свою очередь, является детищем Вальтера Экстры - немецкого спортивного пилота.

Extra 330LE был создан из особо легких материалов и может находиться в воздухе около 20 минут. Длительность полета упирается в емкость и вес современных литий-ионных аккумуляторов. Но для тренировочных полетов этого времени достаточно.

Электросамолеты и планеры Pipistrel

Пожалуй, самых больших успехов в замене горючего на "батарейки" добилась словенская компания Pipistrel.

Pipistrel - известный в мире производитель легких самолетов и планеров. Компания уже довольно давно выпускает Taurus Electro G2 - двухместный планер, оснащенный электрическим мотором. Особенностью его конструкции является пропеллер, который нужен только для взлета и посадки, а во время самого полета убирается в специальную нишу.

Электросамолет Pipistrel Alpha Electro тоже использует электрические компоненты Siemens. Alpha Electro двухместный, весит всего 350 кг. Электрический мотор имеет мощность 60 кВт (80 л.с.). Аккумуляторные батареи на 20 кВт/ч позволяют самолету летать целый час, и иметь еще 30 минут в резерве для экстренных случаев. Максимальная полезная нагрузка - 200 кг.

Самолет адаптирован для активного использования в летных школах и заряжается от обычной "розетки". Канада уже официально одобрила использование электросамолета Pipistrel Alpha Electro для коммерческих полетов в стране. В Австралии проходят активные тестовые полеты, сертификация в других странах еще не завершена.

Китайцы не дремлют 

Пионером китайских электросамолетов был Yuneec E430, который совершил свой первый полет в 2009 году.

Другая модель, электросамолет Rui Xiang RX1E, был спроектирован Ляонинским научно-исследовательским институтом авиации общего назначения, который выходит в состав Шэньянского аэрокосмического университета.

Крейсерская скорость Rui Xiang RX1E - 150 км/ч, а "потолок" - 3 км. Максимальная взлетная масса -480 кг. Самолет оснащен электромотором 30 кВт (40,8 л.с.) и аккумулятором на 10 кВт/ч, который обеспечивает ему 40 минут полета.

Volocopter из Карлсруэ

Volocopter немецкой компании e-volo GmbH выглядит настоящим продуктом из будущего. Технически Volocopter представляет собой обычный мультикоптер - летательный аппарат с большим количеством несущих винтов. Аппарат двухместный, с 18 пропеллерами и огромными возможностями автопилота.

Для мультикоптеров, в отличие от традиционных вертолетов, не требуется таких механических устройств как автомат перекоса, система изменяемого шага винта, наличие хвостового винта и руля направления. Винты неподвижно закреплены на осях электродвигателей - изменение высоты полёта, поворот и горизонтальное движение обеспечивается исключительно за счет уменьшения или увеличения оборотов двигателей.
Volocopter был представлен разработчиками как идеальный транспорт для перемещения в условиях крупного мегаполиса с широко разбросанными пригородами.

Интересно, что компания активно раскручивает свой продукт по всему миру, а первые тесты прошли в 2017-м в Дубае. Полет длился 5 минут, за которые Volocopter взлетел на высоту 200 метров. При демонстрации присутствовали руководители ОАЭ и даже наследный принц Дубая Хамдан ибн Мохаммед Аль Мактум.

Максимальная скорость Volocopter - 100 км/ч, время полета от полного заряда батарей - полчаса. Из средств безопасности есть парашют.

Изначально продукт разрабатывался под автопилот, причем в будущем пассажиру такого авиатакси достаточно будет вызвать аппарат с помощью смартфона и просто указать желаемый маршрут полета.

EHang 184

Еще одна реализация беспилотного летающего такси - одноместный пассажирский дрон китайской компании Ehang. Продукт был впервые продемонстрирован международной выставке электроники CES 2016-м, поле чего его успешно протестировали в небе над ОАЭ. 

EHang 184 имеет 8 электродвигателей мощностью 142 лошадиных сил. Максимальная скорость - 160 км/ч, "потолок" - 3 км. На одном заряде аккумулятора можно пролететь до 50 км. Пассажир может брать с собой ручную кладь - для этого предусмотрен небольшой багажник. Клиент такого аэротакси просто указывает нужную точку карте, а далее полет происходит полностью в автоматическом режиме.