В небо на батарейках. Коли літаки почнуть заряджати від розетки

Електрифікація всіх видів транспорту в світі йде семимильними темпами - електрокари та електробайки стали звичайними засобами пересування. Але один з видів транспорту электрифицируется досить повільно - це повітряні судна.

Вважається, що вперше літак з електродвигуном піднявся в небо ще в 1957 році. Правда, це була всього лише експериментальна авіамодель. Повноцінно электросамолеты стали завойовувати світ авіамоделізму з 1970-х років, з появою нових типів електродвигунів, акумуляторів і перетворювачів, регуляторів.

В авіації йде безперервна боротьба за кожен кілограм зайвої ваги, а акумулятори довгий час були надто важкі для повітряних суден. Втім, потужність, вага і розміри сучасних електродвигунів вже відповідає авіаційним вимогам, а ємність акумуляторів завдяки новим технологіями поступово зростає з кожним роком. Однак сучасна авіація - дуже зарегульована галузь. І хоч електродвигуни в авіації називають революційним рішенням, электросамолеты тільки починають сертифікувати. Що не заважає конструкторам створювати все нові моделі повітряних суден "на батарейках".

Крім високої вартості авіапалива у звичайних літаків основна проблема - великі витрати на обслуговування двигуна внутрішнього згоряння. Сучасний же електродвигун дуже простий як в експлуатації, так і в обслуговуванні, і має високий ККД. Так, навчальні польоти на электросамолетах дозволяють скоротити витрати на 70%. До того ж, у таких транспортних засобів нульові викиди CO2 і вони майже безшумні.

Solar Impulse 2

Швейцарський літак Solar Impulse 2 не просто летить на електротязі - він заряджається від сонячних батарей прямо під час польоту. Це перший в світі пілотований літак, здатний літати за рахунок енергії Сонця необмежено довго. Сонячна енергія використовується чотирма двигунами і одночасно запасається в акумуляторних батареях.

Щоб літак міг летіти виключно на енергії Сонця, літак довелося зробити величезних розмірів. Solar Impulse має розмах крила, порівнянний з сучасним широкофюзеляжним літаком Airbus A340 (63 метри). Правда, важить Solar Impulse при цьому 1600 кг, а заправлений Airbus A340 - 380 т. та й різниця в швидкості величезна: крейсерська швидкість Solar Impulse - 70 км/год, а Airbus A340 - 871 км/год.

Так що Solar Impulse за сучасними мірками ближче до планерів, ніж до літаків. Кожен його політ залежить від погодних умов: небо повинно бути абсолютно ясним. Втім, творці Solar Impulse ніколи не приховували, що цей літальний апарат призначений для пропаганди альтернативної енергетики. Свій перший політ він здійснив 3 грудня 2009 року. А в 2015-2016 роках Solar Impulse 2 з проміжними посадками здійснив свою головну місію: навколосвітню подорож.

Airbus E-FAN

Експериментальний двомісний акумуляторний літак E-FAN був розроблений компанією Airbus спільно з фахівцями фірми Aero Composites Saintonge, а також головного управління цивільної авіації Франції (DGAC).

Повітряне судно вперше представили у липні 2013-го на Міжнародному авіасалоні в Ле-Бурже. У повітря Airbus E-FAN піднявся 11 березня 2014-го з аеродрому біля французького міста Бордо.

Спочатку він проектувався як тренувальний літак, здатний виконувати фігури вищого пілотажу. Судно буквально напхане різними інноваційними рішеннями. Замість традиційних для літаків такого типу пропелерів Airbus E-FAN оснащений імпеллера (механізм, ув'язнений у кільце). Для прискорення злету одне з коліс основного шасі оснащений приводом від електродвигуна. Це дозволяє розганяти літак на злітно-посадковій смузі, більш ефективно витрачаючи енергію батарей. В цілому годину польоту літака обходиться в $16.

Siemens Extra 330LE

На початку 2016-го компанія Siemens провела успішний випробувальний запуск електричного літака Extra 330LE.

Цей експериментальний літак створений на основі популярного двомісного літака Extra 300L. Який, у свою чергу, є дітищем Вальтера Екстра - німецького спортивного пілота.

Extra 330LE був створений з особливо легких матеріалів і може знаходитися в повітрі близько 20 хвилин. Тривалість польоту впирається в ємність і вага сучасних літій-іонних акумуляторів. Але для тренувальних польотів цього часу достатньо.

Электросамолеты і планери Pipistrel

Мабуть, найбільших успіхів в заміні пального на "батарейки" домоглася словенська компанія Pipistrel.

Pipistrel - відомий у світі виробник легких літаків і планерів. Компанія вже досить давно випускає Taurus Electro G2 - двомісний планер, оснащений електричним мотором. Особливістю його конструкції є пропелер, який потрібен тільки для зльоту і посадки, а під час самого польоту прибирається в спеціальну нішу.

Электросамолет Pipistrel Alpha Electro теж використовує електричні компоненти Siemens. Alpha Electro двомісний, важить всього 350 кг. Електричний мотор має потужність 60 кВт (80 к. с.). Акумуляторні батареї на 20 кВт/год дозволяють літаку літати цілу годину, і мати ще 30 хвилин в резерві для екстрених випадків. Максимальне корисне навантаження - 200 кг

Літак адаптований для активного використання в льотних школах і заряджається від звичайної розетки". Канада вже офіційно схвалила використання електролітачка Pipistrel Alpha Electro для комерційних польотів в країні. В Австралії проходять активні тестові польоти, сертифікація в інших країнах ще не завершена.

Китайці не дрімають

Піонером китайських электросамолетов був Yuneec E430, який здійснив свій перший політ у 2009 році.

Інша модель, электросамолет Rui Xiang RX1E, був спроектований Ляонинским науково-дослідним інститутом авіації загального призначення, який виходить в склад Шеньянського аерокосмічного університету.

Крейсерська швидкість Rui Xiang RX1E - 150 км/год, а "межу" - 3 км. Максимальна злітна маса -480 кг. Літак оснащений електромотором 30 кВт (40,8 л. с.) і акумулятором на 10 кВт/ч, який забезпечує йому 40 хвилин польоту.

Volocopter з Карлсруе

Volocopter німецької компанії e-volo GmbH виглядає справжнім продуктом майбутнього. Технічно Volocopter являє собою звичайний мультикоптер - літальний апарат з великою кількістю несучих гвинтів. Апарат двомісний, з 18 пропелерами і величезними можливостями автопілота.

Для мультикоптеров, на відміну від традиційних вертольотів, не потрібно таких механічних пристроїв як автомат перекосу, система змінюваного кроку гвинта, наявність хвостового гвинта і керма напряму. Гвинти нерухомо закріплені на осях електродвигунів - зміна висоти польоту, поворот і горизонтальний рух забезпечується виключно за рахунок зменшення або збільшення обертів двигунів.
Volocopter був представлений розробниками як ідеальний транспорт для переміщення в умовах великого мегаполісу з широко розкиданими передмістями.

Цікаво, що компанія активно розкручує свій продукт по всьому світу, а перші тести пройшли в 2017-му в Дубаї. Політ тривав 5 хвилин, за які Volocopter злетів на висоту 200 метрів. При демонстрації були присутні керівники ОАЕ і навіть наслідний принц Дубая Хамдан Мохаммед ібн Аль Мактум.

Максимальна швидкість Volocopter - 100 км/ч, час польоту від повного заряду батарей - півгодини. Із засобів безпеки є парашут.

Спочатку продукт розроблявся під автопілот, причому в майбутньому пасажиру такого авіатаксі достатньо буде викликати апарат з допомогою смартфона і просто вказати бажаний маршрут польоту.

EHang 184

Ще одна реалізація безпілотного літального таксі - одномісний пасажирський дрон китайської компанії Ehang. Продукт був вперше продемонстрований міжнародній виставці електроніки CES 2016-му, поле чого його успішно протестували в небі над ОАЕ.

EHang 184 має 8 електродвигунів потужністю 142 кінських сил. Максимальна швидкість - 160 км/год, "стеля" - 3 км На одному заряді акумулятора можна пролетіти до 50 км. Пасажир може брати з собою ручну поклажу - для цього передбачений невеликий багажник. Клієнт такого аеротаксі просто вказує потрібну точку карті, а далі політ відбувається повністю в автоматичному режимі.