8-900-374-94-44
[email protected]
Slide Image
Меню

Электрический самолет: Полностью электрический самолет – утопия или реальность?

Содержание

Полностью электрический самолет – утопия или реальность?


Недавно Элон Маск, генеральный директор компании Tesla Motors, представил широкой общественности аккумуляторы Tesla для дома и бизнеса. Стоя $3500, они представляют собой систему из блоков емкостью в 100 киловатт-часов, которая заряжается от солнца или электрической сети. И хотя данный продукт все еще должен себя оправдать, он позволяет размышлять о возможных последствиях подобных технологий для других индустрий. Например, в авиационной индустрии уже некоторое время растет уровень интеграции электрических элементов в самолет. Возможно ли, что, учитывая новые разработки, вскоре мы лицезреем подъем полностью электрического пассажирского самолета? Идея использования электрической энергии в авиации всегда была чрезвычайно популярна среди экологов. В последние годы развитие электрических самолетов достигло ранее невообразимых масштабов, особенно с точки зрения экологичности и энергетической эффективности. Тем не менее, на текущий момент, лишь небольшие самолеты позволяют продуктивно интегрировать электрические системы. Дело в том, что, по словам Сильви Готье, директора по инженерным разработкам в Bombardier, существующие примеры электрических самолетов обладают сравнительно небольшой автономией. Например, полностью электрический самолет Airbus e-fan с двумя электромоторами и общей мощностью в 60 кВт, может преодолеть дистанцию в 160 км за один час. Однако затем ему потребуется еще час на полную подзарядку. Таким образом, основными вызовами, стоящими перед производителями крупных пассажирских авиалайнеров остаются высокие электрические нагрузки на борту и количество энергии, которое способна произвести энергоустановка. И все-таки, несмотря на трудности, в отрасли достаточно энтузиастов, которые верят в подобные проекты. «Будущее авиации является электрическим, в этом нет сомнений. Электродвигатель обладает совершенно уникальные возможности по сравнению с тем, что существует в настоящее время.
Конечно, есть еще много проблем, ведь пока интеграция данной технологии распространилась только для определенных типов самолетов, предназначенных для определенных целей... Тем не менее, я считаю, что первый электрический самолет, вместимостью в 10 или более пассажиров, будет разработан в ближайшее десятилетие», - рассказывает Тая Боскарол, представляя команду инженеров Pipistrel из Словакии, которые разработали двухместный электрический самолет Pipistrel Aircraft Taurus Electro. Многие эксперты утверждают, что самыми большими препятствиями на пути к электрификации авиационной индустрии на данный момент являются технологии, ограничивающие вес аккумуляторов и количество производимой энергии во время полета. Хотя для некоторых типов самолетов таких препятствий больше нет (электрические планеры, электрические учебные самолеты), в области коммерческих перевозок существует целый ряд дополнительных нюансом, касающихся энергоэффективности и беспроводной передачи энергии во время полета. Для того, чтобы новые технологии стали применимы в большой авиации, следующее поколение энергоустановок должно производить колоссальное количество энергии.
При этом аккумуляторы должны быть одновременно меньше в весе и размерах, чем литий-ионные разработки, доступные на сегодняшний день. В тоже время, встречаются и более скептические оценки. Так, некоторые утверждают, что полностью электрические самолеты потребуют полной перекомпоновки конструкции. Профессор Питер Малкин, возглавляющий группу из Крэнфилдского университета, которая занимается исследованием применения электрической энергии в транспортной сфере, в течение некоторого времени в тесном сотрудничестве с Airbus, Rolls-Royce и НАСА изучал гибридные и полностью электрические технологии самолетов. Питер заявляет, что не считает возможным применение аккумуляторов для больших самолетов в будущем. «Безусловно, гибридные электродвигатели продвинулись далеко вперед. Экспирементальные модели, разработанные НАСА, достигли почти 70% показателей в энергосбережении. Это огромный прорыв; но его интеграция потребует полной перекомпоновки самолетов. Кроме того, для таких самолетов будут необходимы сверхпроводящие системы электроснабжения, намного производительнее батарей.
Это, в свою очередь, потребует установки систем криоохлаждения. Для данной задачи мы предлагаем использовать такие охладительные жидкости, как сжиженный природный газ (СПГ) или жидкий водород. Они вполне могут использоваться в качестве топлива для дальнейшего сокращения загрязняющих выбросов: СПГ намного чище, чем топливо для реактивных двигателей, а его цена составляет около половины стоимости авиакеросина, - объясняет Питер. - Результаты снижения выбросов могут оказать заметное влияние на предотвращения процессов глобального потепления – возможно даже большее, чем, скажем, возобновляемые энергетические системы. Однако, такие технологии потребуют огромных инвестиций всей аэрокосмической промышленности и, вероятно, станут наиболее значительным новшеством в мире авиации с момента введения реактивного двигателя. Поэтому развитие таких технологий в отрасли продвигается очень осторожно и медленно». Bombardier также сомневается в перспективности применении аккумуляторов для коммерческих самолетов.
«Электрические аккумуляторы - это не та технология, которую мы склонны рассматривать в качестве источника энергии, поскольку она ограничивает индивидуальной эффективность. Скажем, для самолета Boeing 787 потребность в электроэнергии составляет почти 1 МВт. Это вдвое больше, чем для самолета Boeing 777, не смотря на то, что он в два раза больше. Поэтому мощность внутри самолета требует соответствующей оптимизации, - продолжает Сильви Готье. - Технологии «более электрического самолета» несут в себе намного больший потенциал. Boeing 787 – первый самолет такого типа. С развитием интеграции и эффективности электрических компонентов, можно ожидать, что к 2020 году такие технологии будут применимы также в региональных, узкофюзеляжных и широкофюзеляжных самолетах. Тем не менее, даже с учетом времени и развития технологий, они по-прежнему будут работать на топливных двигателях». Фрэнк Антон, напротив, убежден, что эксплуатация гибридных электрических самолетов вместимостью от 50 до 100 пассажиров является вполне реальной в среднесрочной перспективе.
Исследователи из Siemens разработали электрический двигатель для самолетов, который обладает в 5 раз большей мощностью по сравнению с самыми мощными на сегодняшний день электродвигателями для самолетов. Мотор весит немногим более 50 кг, а его мощность составляет 260 кВт. В Siemens говорят, что двигатель разрабатывался специально для самолетов и способен обеспечить взлет самолета массой до 2 тонн. «Такие новшества могут позволить наладить серийное производство гибридных и электрических самолетов», - рассказывает Фрэнк Антон, руководитель eAircraft в Siemens Corporate Technology. Пожалуй, помимо технологических аспектов, самым важным вопросом остается стоимость эксплуатации электрических самолетов. Согласно данным производителя Pipistrel, она может быть в 25 раз меньше, по сравнению с керосиновыми моделями. «Стоимость полета Pipistrel Alpha Trainer на авиационном топливе, включая расходы на обслуживание, составляет 25 евро в час. В то же время, полет на электрическом самолете Pipistel обойдется в 1 евро за час.
Эта разница настолько большая, что первоначальные инвестиции в электрический самолет Pipistel окупаются менее чем за 400 часов полета», - рассказывает Тая Боскарол из Pipistrel. Представители Airbus утверждают, что часовой полет на электрическом самолете e-fan будет стоить около $16. Для сравнения, за такое же время самолет такого же типа израсходует топлива на сумму в $55. Конечная цель Airbus - создать гибридный электрический самолет для региональных перевозок вместимостью в 70- 80 кресел. Намеченные сроки производства, как утверждают в Airbus, рассчитаны на 2050 год. Очевидно, что основной технологический барьер, который необходимо преодолеть, это мощность электроустановки. Таким образом, разработка электрических самолетов зависит не только от скорости, с которой улучшаются технологии производства аккумуляторов, но и от того, как быстро изобретут достаточно мощные электродвигатели для пассажирских лайнеров. Тем не менее, учитывая энтузиазм и качество существующих разработок, вполне вероятно, что благодаря интеграции электрических элементов, будущее авиационной индустрии в сегменте крупных самолетов станет не только более экономичным, но и более экологическим.

Возврат к списку

Rolls-Royce испытала пробежкой самый быстрый электрический самолёт в мире

Компания Rolls-Royce провела испытания пробежкой электрического самолёта Spirit of Innovation, который должен стать самым быстрым в мире самолётом с электрической тягой. Установка мирового рекорда ожидается весной этого года. Аппарат Spirit of Innovation должен преодолеть отметку скорости в 300 миль в час (482 км/ч), что на треть быстрее предыдущего рекорда.

Источник изображения: Rolls-Royce

Актуальный мировой рекорд скорости среди электросамолётов был установлен аппаратом Siemens Extra 330LE в 2017 году и составил 210 миль в час (338 км/ч). Двигательная установка Siemens Extra 330LE обладала мощностью 260 кВт. В аппарате Spirit of Innovation компании Rolls-Royce смонтирована силовая установка мощностью 400 кВт (500 л.с.). Ожидается, что это позволит ему разогнаться до скорости свыше 300 миль в час и установить новый мировой рекорд.

Источник изображения: Rolls-Royce

По словам разработчиков, для питания электродвигателя в самолёте размещена батарея из 6000 ячеек, что стало «самым энергоёмким» элементом, который когда-либо устанавливался на электрические самолёты. Разработчики надеются, что в будущем конструкторские приёмы и технические решения, которые Rolls-Royce испытает в составе аппарата Spirit of Innovation, можно будет использовать в широком спектре решений, включая аэротакси.

Источник изображения: Rolls-Royce

«Это первый раз, когда самолет будет двигаться, используя питание от современной аккумуляторной батареи и силовой установки, которая является новаторской с точки зрения электрических технологий, — сказал Роб Уотсон (Rob Watson), директор Rolls-Royce Electrical. — Эта система и разрабатываемые возможности помогут позиционировать Rolls-Royce в качестве технологического лидера, предлагающего энергосистемы для рынка городской авиамобильности».

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Электрические самолеты будущего

"Зеленый» полет

Самолеты будущего сконструируют таким образом, чтобы максимально уменьшить углеводородный след в атмосфере. Распространение получат газотурбинные двигатели на водороде, гибридные схемы и полностью электрические самолеты на батареях. Предполагается, что батареи будут подзаряжаться от экологически чистых источников электричества. Возможно появление в районе аэродромов крупных ветропарков или солнечных электростанций.

Свобода в небе

Интеллектуальные лайнеры будут самостоятельно прокладывать маршруты исходя из параметров экологичности и топливной эффективности на основе анализа данных о погоде и состоянии атмосферы. Также они смогут собираться в формации наподобие птичьих стай, что позволит снизить лобовое сопротивление для отдельных входящих в формацию ЛА и уменьшить энергозатраты на полет.

Скорее от земли

Новые силовые установки и аэродинамика лайнеров позволят им взлетать по максимально возможной крутой траектории, чтобы уменьшить шум в районе аэропортов и как можно скорее достичь крейсерского эшелона, где самолет демонстрирует оптимальные экономические характеристики.

Посадка без двигателя

Самолеты будущего смогут заходить на посадку в планирующем режиме. Это сэкономит топливо, уменьшит уровень шума в районе аэропортов. Также снизится посадочная скорость. Это позволит сократить длину взлетно-посадочных полос.

Никакого выхлопа

Аэропорты будущего полностью откажутся от ДВС, сжигающих топливо. Для руления лайнеры будут оснащены электрическими мотор-колесами. Как альтернатива – скоростные беспилотные электротягачи, которые смогут быстро доставлять самолеты от перрона к ВПП и наоборот. 

В Новосибирске испытали первый в мире самолет с электродвигателем — Российская газета

На аэродроме СибНИА им. Чаплыгина в Новосибирске начались наземные испытания летающей лаборатории на базе самолета Як-40 с гибридной силовой установкой на борту. В состав ее входит и сверхпроводящий электрический двигатель, впервые созданный в летном исполнении для крылатых машин такого класса.

- Это историческое событие, потому что на сегодняшний день в гражданской авиации практически все традиционные технологии исчерпаны и идет жесткая конкурентная борьба за будущее авиации. За зеленую авиацию, за региональную, за новые виды топлива, - подчеркнул по завершению первой выкатки самолета генеральный директор НИЦ "Институт им. Жуковского" Андрей Дутов. - Сегодня мы демонстрируем прорыв в создании электрического самолета, которого удалось добиться благодаря Федеральному фонду перспективных исследований, благодаря финансированию правительства в лице Минпромторга РФ.

По словам специалиста, это первый шаг к созданию электросамолета. Авиация такого типа по оценкам мировых экспертов должна появиться в районе 2030 года. Однако на сегодняшний день представленный в Новосибирске двигатель, система управления и генератор, который создан на базе сверхпроводимости, является единственным. Как отметил Андрей Дутов, с предложениями о сотрудничестве в этой области к российским ученым обращаются крупнейшие мировые компании, действующие в сферах самолетостроения и энерготехники.

Несмотря на то, что Як-40 - самолет далеко не новый, этот экземпляр значительно отличается от своих собратьев. Новосибирские инженеры создали на его борту летающую лабораторию, оснащенную воздушным винтом в носовой части, с заменой штатных турбореактивных двигателей, установленным электрогенератором и литий-ионными аккумуляторными батареями.

Сам электрический двигатель, мощностью 500 кВт создан российской компанией "СуперОкс". Он стал частью демонстратора гибридной силовой установки в летающей лаборатории, которую в свою очередь разрабатывает Центральный институт авиационного моторостроения.

- Выполнен запуск маршевого двигателя, запуск электрического двигателя. Это не полет, но, тем не менее, один из этапов летных испытаний, - отметил глава СибНИА им. Чаплыгина Владимир Барсук. - Главная задача сегодня - испытать совместное функционирование систем электрического двигателя с использованием сверхпроводимости полупроводников с системами самолета, что не было наводок, каких-то отклонений в работе самолетных систем. Ну и непосредственно проверка работы электрического мотора.

Как рассказал летчик-испытатель, все системы сработали на отлично, в штатном режиме. Летающая лаборатория позволит подобрать наиболее оптимальный вариант для преобразования электрической энергии в тягу двигателя. При этом, по словам Владимира Барсука, большие токи могут влиять на работу самолетных систем, создавать так называемые наводки, однако по результатам сегодняшних испытаний таковых выявлено не было.

Михаил Гордин: полностью электрические самолеты появятся до 2035 года

Электрическое движение с недавних пор стало мейнстримом. Плюсом силовых установок на электротяге, безусловно, является их экологичность и безопасность. Крупнейшие мировые промышленные компании, создающие автомобили, самолеты, морские суда, делают акцент в своей работе на разработку технологий в области электродвижения.

Подобные проекты есть и в России. Генеральный директор Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ) им. П.И. Баранова Михаил Гордин в интервью обозревателю РИА Новости Алексею Паньшину рассказал об исследованиях по электродвижению в российском авиастроении, его преимуществах в боевой авиации, спрогнозировал появление на регулярных авиалиниях самолетов и вертолетов с такими силовыми установками, а также сообщил о создании в стране прототипа авиадвигателя на электротяге.

- Сейчас в мире тренд на электрификацию авиационного транспорта. С чем это связано?

- Не только авиационного, этот тренд распространяется и на автомобильную, и на железнодорожную, и на морскую, и на другие сферы. Связано это в первую очередь с тем, что развитие транспорта привело к росту экологических проблем. Если говорить о гражданской авиации, то после безопасности полетов экологические требования сейчас стали вторыми по значимости. Даже несмотря на то, что доля выбросов авиации составляет всего порядка 2-3% от мирового уровня и при отсутствии динамики их снижения к 2050 году не превысит 15%, тем не менее фактор загрязнения окружающей среды неизбежно будет рассматриваться в числе главных проблем. А ведущие страны, разработчики и производители авиационной техники, добившиеся успеха в снижении выбросов, будут диктовать условия на мировом рынке авиакомпаниям других государств. В качестве примера можно привести движение Flygskam - "летать стыдно", а также введение Германией, Францией и рядом других стран экологического налога на перелет каждого пассажира.

Вы, наверное, помните, что в 2010 году на саммите "Экология и авиация" представители авиационной индустрии поставили цель к 2050 году сократить общую эмиссию авиационного транспорта более чем вдвое. При том, что к указанному сроку прогнозируется трехкратное увеличение объема авиационных перевозок, эмиссия летательного аппарата должна уменьшиться в шесть раз! Это очень амбициозные планы, особенно если учесть, что существующие технологии не способны обеспечить такой эффект. Ведь с точки зрения аэродинамики современные самолеты уже достигли высокого уровня технического совершенства, и даже переход от классических схем к "летающим крыльям" и тому подобное не смогут снизить вредные выбросы больше чем на 10-15%. То же самое касается авиационных газотурбинных двигателей - прогнозируемое снижение их удельного расхода топлива к 2030 году составит не более 10-15%.

Именно поэтому ведущие производители авиационной техники и двигателей, среди которых Boeing, Airbus, Rolls-Royce, GE, Safran и другие, рассматривают возможность использования в составе летательных аппаратов гибридных и полностью электрических силовых установок.

- Уже неоднократно в СМИ звучали термины "более электрический самолет", "полностью электрический самолет", "гибридная силовая установка" и так далее. В чем принципиальные отличия этих определений?

- На самом деле отличия есть уже в названиях, а если говорить серьезно, то "более электрический самолет" - это летательный аппарат, у которого тягу создают традиционные газотурбинные или поршневые двигатели и отсутствуют гидравлические и пневматические системы, обычно предназначенные для работы гидро- и пневмоприводов органов управления и шасси. Вместо этого используются электроприводы. Также у такого самолета нет отбора воздуха от двигателей для противообледенительной системы и системы кондиционирования воздуха. За счет этого снижается масса и повышается надежность всех систем, повышается КПД авиадвигателей, что в итоге приводит к снижению расхода топлива и вредных выбросов. Такая концепция, кстати, получила свое развитие в начале 2000-х годов на самолете Boeing 787.

Что касается "полностью электрического самолета", то его основное отличие от предыдущего варианта в том, что в силовой установке отсутствуют традиционные тепловые двигатели. Для создания тяги в таких самолетах используются электродвигатели. Энергией такая силовая установка питается от аккумуляторов или от топливных элементов. Это идеальная схема с точки зрения отсутствия вредных выбросов, а также простоты обслуживания и надежности.

- А когда такие самолеты уже будут летать на регулярных линиях?

- Различные исследования показывают, что до 2035-2040 годов полностью электрическими будут только самолеты и вертолеты малой авиации вместимостью не более 19 пассажиров, с ограниченной дальностью. Также полностью электрическими будут так называемые летающие такси вместимостью не более четырех человек.

- А большие лайнеры?

- Здесь сложнее, такие машины будут иметь в своем составе гибридную силовую установку.

- О ней вы, кстати, не рассказали. В чем ее преимущество?

- Исходя из названия, такая силовая установка предполагает гибрид двигателей внутреннего сгорания и электрических приводов с питанием от нескольких источников электроэнергии. Что касается преимуществ, то ее применение позволит уменьшить расход топлива на 70% и существенно сократить вредные выбросы. Кроме того, в разы уменьшатся затраты на обслуживание и ремонт. В целом гибридные и электрические силовые установки позволяют создавать летательные аппараты с принципиально новыми архитектурами, обеспечивающими ультракороткий взлет и посадку.

Для вертолетов применение электрических двигателей в составе силовой установки позволит отказаться от механической трансмиссии, которая является их наиболее критическим узлом. Кроме этого, если несущий винт будет вращаться электроприводом, появляется возможность изменять частоту его вращения, что необходимо для создания скоростных вертолетов.

- Что можно сказать о применении таких силовых установок в боевой авиации?

- Можно сказать, что это существенно снизит тепловую заметность и увеличит объем доступной электроэнергии на борту, что важно для использования перспективных электромагнитных и лазерных вооружений, а также средств радиоэлектронной борьбы.

- Если такие силовые установки так выгодны и надежны, почему они до сих пор не получили широкого применения?

- Как я уже говорил, авиация - не единственная сфера, в которой внедряются технологии электродвижения. Практически все автопроизводители разрабатывают и выпускают на рынок полностью электрические и гибридные модели легковых и коммерческих автомобилей. Что касается вашего вопроса, то основным препятствием повсеместного распространения являются относительная неразвитость технологий, отсутствие нормативной базы и опыта эксплуатации, доказывающего надежность и безопасность. В судостроении, на железнодорожном транспорте, на тяжелой автомобильной и гусеничной технике повсеместно применяются электрические трансмиссии. Наиболее активно внедрением и разработкой гибридных и полностью электрических силовых установок занимаются разработчики неатомных подводных лодок. К сожалению, эти технологии невозможно применить в авиации ввиду большой массы оборудования, отсутствия неограниченного хладагента и подобных проблем, обусловленных спецификой авиационной техники.

Тем не менее компетенции, накопленные в смежных отраслях, могут стать основой для разработки электрических технологий, пригодных для использования в авиации. Обратное тоже верно. Все технологии, которые сейчас разрабатываются или будут разрабатываться для авиации, будут, очевидно, востребованы и в других видах транспорта или отраслях экономики. При этом уровень технических требований к технологиям для применения на воздушных судах очень высок - выше, пожалуй, только для космоса. Фактически, ставя задачу освоить технологии электродвижения в авиации, мы ставим задачу вывести эти технологии на принципиально новый уровень по их эффективности и уровню надежности предлагаемых решений.

- Где преуспевают в создании таких летательных аппаратов?

- О лидерстве той или иной страны говорить сейчас не приходится, так как все находятся пока в начале пути. У ведущих авиапроизводителей программы создания гибридных и электрических летательных аппаратов сегодня стоят на первом месте. Они реализуются в тесной кооперации со многими организациями, в том числе с университетами. В ЕС с 2012 года ведется проект по созданию гибридного электрического самолета-демонстратора Е-Thrust. Проект реализуется компаниями Airbus и Rolls-Royce совместно с ведущими европейскими университетами: Кембридж, Манчестер, Крэнфилд и другими. Airbus является интегратором, a Rolls-Royce - главным исполнителем. Отправной точкой проекта является концепция гибридной газотурбинной силовой установки, работающей совместно с шестью электродвигателями. В рамках данной программы компания Airbus создала самолет Е-Fan. Это двухместный полностью электрический самолет, предназначенный для спортивных тренировок. Длительность его полета от 45 до 60 минут. В настоящее время Airbus и Rolls-Royce реализуют проект E-Fan X по созданию демонстратора ГСУ мощностью 2 МВт и его испытаниям на летающей лаборатории на базе самолета BAe 146.

В США с 2012 года реализуется программа Subsonic Ultra Green Aircraft Research (SUGAR), предназначенная для поддержки инновационных идей в сфере электрических технологий. Наиболее известный проект данной программы - самолет-демонстратор Х-57 Maxwell. Должен быть создан пятиместный полностью электрический самолет. Он будет оснащен 14 электродвигателями, 12 из которых на передней кромке крыла работают только на режиме взлета и посадки, а два крупных винта по бокам предназначены для движения на крейсерском режиме полета. В таком самолете примерно 70% объема занимают аккумуляторы. Есть и другие проекты.

- А что у нас?

- В автомобилестроении относительно больших успехов в области гибридных силовых установок добились в ФГУП "НАМИ" при реализации программы "Единая модульная платформа". Есть своя программа разработок в группе компаний КамАЗ. В судостроении в Крыловском государственном научном центре и ЦКБ "Рубин" работают над созданием силовых установок для подводных лодок на основе топливных элементов большой мощности.

Что касается авиации, то ведущую и координирующую роль здесь играет ФГБУ "НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского", объединяющий все ведущие научно-исследовательские центры авиационной промышленности - ЦАГИ, ЦИАМ, ГосНИИАС, СибНИА. С целью координации работ в рамках НИЦ сформирована комплексная научно-техническая платформа "Электрический ЛА" (ЛА - летательный аппарат). Каждый из институтов, входящих в НИЦ, работает в рамках своих основных компетенций. ЦАГИ отвечает за новые компоновочные решения, возможности по улучшению аэродинамических качеств, ГосНИИАС - за электрификацию бортового оборудования и системы управления. Особое место в этих работах принадлежит ЦИАМ, так как критические знания и технологии предстоит разрабатывать именно в части силовых установок. Традиционно, на протяжении своей 90-летней истории, ЦИАМ занимался развитием авиационных двигателей - тепловых машин. Сначала, в 30-40-е годы прошлого века - поршневых, потом, сразу после войны и вплоть до наших дней - газотурбинных. При этом от поколения к поколению двигателей для повышения их надежности и эффективности разрабатывались и внедрялись новые технические решения. И сейчас работы в этом направлении не прекращаются, но достигать поставленных целей все труднее и труднее. Радикально ситуация может измениться именно с переходом к электродвижению, поэтому по решению правления НИЦ это направление определено как перспективная целевая компетенция ЦИАМ в будущем.

- Какие перспективные работы вы сейчас ведете?

- Несколько лет назад в институте был создан новый отдел - "Гибридные/электрические силовые установки, системы и летательные аппараты", на базе которого проводятся две основные научно-исследовательские работы по этой тематике: НИР "Электролет СУ-2020" (СУ - силовая установка) и НИР "Перспективные ГСУ". Обе эти работы выполняются по государственным контрактам с министерством промышленности и торговли Российской Федерации, срок их окончания - 2022 год.

НИР "Электролет СУ-2020" ориентирована на создание демонстратора гибридной силовой установки с использованием эффекта высокотемпературной сверхпроводимости. Мы являемся головным исполнителем, ключевой соисполнитель - компания "СуперОкс", которая по заказу Фонда перспективных исследований разрабатывает сверхпроводящие электрические машины. В прошлом году были проведены первоначальные стендовые испытания демонстратора гибридной силовой установки и подготовлен проект создания летающей лаборатории на базе самолета Як-40.

В качестве тепловой машины был взят турбовальный двигатель ТВ2-117. Мы разработали и изготовили для него совместно с Уфимским государственным авиационным университетом генератор мощностью 400 кВт, собрали аккумуляторный блок, систему управления. Испытания каждого элемента проводились как по отдельности, так и в составе силовой установки на наземных стендах.

Результатом работы, которая ведется сейчас и закончится в 2022 году, будут летные испытания гибридной силовой установки. Для этого переоборудуется самолет Як-40 с возможностью установки на нем воздушного винта, который будет вращаться сверхпроводящим электродвигателем. Летный эксперимент позволит проверить конструктивные подходы к созданию подобных силовых установок и оценить эффективность применяемых технических решений.

Одновременно мы обсуждаем с ФПИ создание на базе двигателя ВК-2500 полностью сверхпроводящей гибридной силовой установки мощностью 1500 кВт с использованием в качестве топлива и хладагента жидкого водорода или сжиженного природного газа. Имея результаты летных экспериментов и проект на базе ВК-2500, уже можно будет говорить о начале опытно-конструкторских работ по созданию гибридной силовой установки для самолета местных воздушных линий.

- Что будет результатом НИР "Перспективные ГСУ"?

- Эта НИР заточена под объекты меньшего размера. В прошлом году мы сделали электродвигатель на 60 кВт (80 лошадиных сил). Базой для летного эксперимента является самолет "Сигма-4". Планировалось поднять в воздух эту машину еще в прошлом году, но мы столкнулись с определенными сложностями в создании системы управления двигателем и полет не состоялся. Опыт учли, систему переделываем. В этом году самолет должен полететь на аккумуляторе, а через год попробуем сделать это на топливном элементе. Этот мотор является прототипом электрического авиационного двигателя.

Кроме того, сейчас есть идея на базе ВК-800, который создает Уральский завод гражданской авиации, сделать гибридную силовую установку - интегрировать электродвигатель с редуктором и турбиной, чтобы обеспечить так называемое долетное время. Вы, наверное, знаете, что критерии надежности, которые предъявляются к двигателям однодвигательных машин, существенно выше, чем к двухдвигательным. Настолько выше, что сделать двигатель для однодвигательного самолета значительно сложнее и дороже. Интеграция газотурбинного и электрического двигателей может существенно упростить задачу, позволяя осуществить схему, при которой при отказе основного газотурбинного двигателя обеспечивается работа силовой установки от аварийного источника электрической энергии для выполнения безопасной посадки. Причем в качестве аварийных могут использоваться первичные (неперезаряжаемые) источники электрической энергии, которые имеют большую емкость на единицу массы по сравнению с аккумуляторами.

- А как все эти работы связаны между собой?

- Как я уже говорил, в ФГБУ "НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского" и подведомственных институтах работы ведутся в рамках большой комплексной научно-технической платформы "Электрический ЛА". Свои исследования в области создания электродвигателей и ГСУ ведут и другие организации в России, но они слабо скоординированы друг с другом, что зачастую приводит к дублированию либо не дает образовать полный набор необходимых технологий. Заимствование компонентов за рубежом не только приводит к импортозависимости, но и не позволяет создавать и развивать компетенции внутри страны. Ключевые технологии не должны воспроизводиться по образу и подобию уже имеющихся у иностранных компаний - при таком подходе отставание консервируется навсегда. Нужно, наоборот, пытаться опережать мировой уровень и формировать более амбициозные цели. Для координации усилий всех ведомств, организаций, компаний в ближайшее время должна быть сформирована комплексная целевая программа "Электродвижение". Проект такой программы готовится ФГБУ "НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского" и будет представлен для межотраслевого согласования и последующего утверждения в Минпромторг России.

Авторские права на данный материал принадлежат информационному агентству «РИА "Новости"». Цель включения данного материала в дайджест - сбор максимального количества публикаций в СМИ и сообщений компаний по авиационной тематике. Агентство «АвиаПорт» не гарантирует достоверность, точность, полноту и качество данного материала.

Американцы построят восьмиместный электрический самолет

eFlyer 800

Bye Aerospace

Американская компания Bye Aerospace, специализирующаяся на разработке и производстве электросамолетов, анонсировала винтовой двухмоторный полностью электрический самолет eFleyer 800. Он будет способен перевозить восемь человек, включая пилотов, на расстояние до 926 километров с крейсерской скоростью 518 километров в час и подниматься на высоту до 10,6 километров. На случай непредвиденных ситуаций самолет будет оснащен системой аварийной автоматической посадки и парашютом. Компания уже принимает заказы, говорится на сайте производителя.

Считается, что электрические самолеты существенно проще и дешевле в обслуживании, чем самолеты с традиционными силовыми установками. Кроме того, они производят значительно меньше шума и не выделяют углекислый газ в процессе эксплуатации.

Большинство из уже созданных моделей электросамолетов — это небольшие летательные аппараты малой пассажировместимости, которые предназначены в основном для учебно-тренировочных полетов и частного использования. Однако многие авиапроизводители стремятся к созданию более крупных летательных аппаратов с электрическими силовыми установками, которые возможно будет использовать для коммерческих пассажирских и грузовых авиаперевозок.

Расположенная в Колорадо компания Bye Aerospace объявила о разработке полностью электрического двухмоторного восьмиместного самолета eFlyer 800. Эта компания уже имеет опыт в создании небольших электрических самолетов. Например, недавно было объявлено о начале сборки первого серийного экземпляра двухместного учебно-тренировочного электросамолета eFlyer 2, выполненного из композитных материалов.

Судя по представленным на сайте производителя рендерам, eFlyer 800 будет низкопланом, построенным по нормальной аэродинамической схеме, с Т-образным хвостовым оперением и двумя двигателями, расположенными на крыльях. В качестве силовой установки планируется использовать авиационные электромоторы EUGINeUS с двукратно резервированными обмотками, разрабатываемые партнером Bye Aerospace компанией Safran Electrical & Power.

eFlyer 800

Bye Aerospace

eFlyer 800

Bye Aerospace

Питаться электромоторы будут от батарейных блоков с четырехкратным резервированием, а энергии одного заряда по словам разработчиков должно хватить для преодоления 926 километров с крейсерской скоростью около 518 километров в час и максимальной загрузкой 698 килограммов. Также планируется, что самолет сможет подниматься на высоту до 10,6 километров со скоростью 1036 метров в минуту, а максимальная скорость составит 592 километра в час.

Самолет планируется оснастить системой аварийной автоматической посадки и спасательным парашютом, который поможет безопасно приземлить летательный аппарат в аварийной ситуации. В качестве опций будут доступны солнечные панели и встроенные в шасси электродвигатели для рулежки по аэродрому.

Самолет eFlyer 800 будет способен перевозить до 7 пассажиров и управляться одним или двумя пилотами, а стоимость его эксплуатации составит всего одну пятую от стоимости эксплуатации традиционного турбовинтового двухдвигательного самолета схожей вместимости. Кроме того, электрический eFlyer 800 производит гораздо меньше шума по сравнению с обычными самолетами и не выделяет CO2 в процессе эксплуатации.

По словам главы компании Джорджа Бая (Geroge E. Bye), Bye Aerospace уже получает предварительные заказы на свой новый самолет и в ближайшее время планирует заключить несколько соглашений с компаниями из США и Европы, занимающимися чартерными перевозками, услугами воздушного такси и доставкой грузов.

В июне прошлого года легкий двухместный учебно-тренировочный самолет Velis Electro, разработанный словенской компанией Pipistrel, стал первым полностью электрическим самолетом, получившим сертификат типа от Европейского агентства авиационной безопасности EASA.

Андрей Фокин

Rolls-Royce хочет создать самый быстрый в мире электрический самолет

В начале марта Rolls-Royce впервые вывела свой винтовой самолет с батарейным питанием Spirit of Innovation на испытательную площадку, расположенную в Великобритании. Самолет использует мощность современного аккумулятора и двигательной системы.

Пока было проведено испытание маневров на аэродроме, а первый тестовый полет планируется выполнить уже этой весной. Электрическая трансмиссия мощностью 400 кВт в сочетании с системой аккумуляторов способна разогнать самолет до более чем 480 км/ч.

Если полет пройдет успешно, Rolls-Royce достигнет нового мирового рекорда по скорости электрического полета. Текущий был установлен немецкой компанией Siemens в 2017 году и составляет 338 км/ч.

Неудивительно, что Rolls-Royce решила охватить мир авиаперевозок. Название бренда ассоциируется с роскошными седанами, однако компания отделила свое автомобильное подразделение более 20 лет назад. Изначально созданием машин Rolls-Royce занималась Volkswagen, а теперь эта задача перешла BMW.

На сегодняшний день Rolls-Royce является вторым по величине в мире производителем авиационных двигателей. Разработки компании используются во многих воздушных суднах — от крупнейшего в мире пассажирского самолета Airbus A380 до таких истребителей, как Eurofighter, Typhoon и F-35. Еще одной менее известной сферой деятельности Rolls-Royce является производство ядерных реакторов для электростанций и подводных лодок.

Rolls-Royce анонсировала концепцию электрического самолета Spirit of Innovation в 2019 году. Компания рассматривает его как технологическую основу для транспорта будущего, включая формирующийся сектор городского воздушного такси.

Великобритания поставила перед собой цель достичь нулевого выброса углерода к 2050 году. Электрический самолет Rolls-Royce разрабатывается в рамках финансируемой государством программы ACCEL (Accelerating the Electrification of Flight — Ускорение электрификации полета).

«Электрификация полета — важная часть нашей стратегии по экологическому развитию, поскольку мы стремимся избавиться от выбросов углерода к 2050 году, — заявил руководитель Rolls-Royce Electrical Роб Уотсон. — Управление Spirit of Innovation является важным событием для команды ACCEL на нашем пути к первому полету и попытке установить мировой рекорд позднее в этом году».

Источник.

Самый большой электрический самолет завершил свой первый полет - но важны батареи

Когда небольшой бело-красный самолет Cessna Grand Caravan в четверг вылетел из озера Мозес в штате Вашингтон, он вошел в историю.

Самолет пролетел со скоростью более 100 миль в час на высоте около 2500 футов, сделал несколько поворотов и затем приземлился через 28 минут - в остальном ничем не примечательное путешествие для обычного самолета.

То, что вошло в историю, было под капотом.ECaravan, как его окрестили, приводится в движение электродвигателем мощностью 750 лошадиных сил, который питается от литий-ионных аккумуляторов более чем на 2 000 фунтов. При весе более 4 тонн, с размахом крыла более 50 футов и помещением для девяти пассажиров это самый большой электрический самолет, который когда-либо летал.

Самолеты с электроприводом были провозглашены будущим более экологически чистых и экологически чистых авиаперелетов. Электродвигатели имеют несколько преимуществ перед двигателями, работающими на газе, но один серьезный недостаток - это батареи, которые питают их.

Несмотря на то, что за последние 10 лет в области аккумуляторных технологий были достигнуты значительные успехи, аккумуляторы все еще настолько тяжелы, что вряд ли можно ожидать, что электрические самолеты полностью вытеснят самолеты, работающие на ископаемом топливе в обозримом будущем.

Самый большой в мире полностью электрический самолет совершил свой первый успешный полет, благополучно приземлившись в Мозес-Лейк, штат Вашингтон, примерно в 180 милях к юго-востоку от Сиэтла pic.twitter.com/2afy5XEKEs

- Reuters (@Reuters) 29 мая 2020 г.

Но сторонники утверждают, что в этом нет необходимости и что преимущества электрической авиации уже реальны.

Рой Ганзарски, генеральный директор расположенной в Сиэтле фирмы по производству электрических силовых установок magniX, которая разрабатывает eCaravan совместно с компанией AeroTEC, проводящей летные испытания, сказал, что электрические самолеты могут быть лучше, чем винтовые самолеты, работающие на ископаемом топливе, на расстояниях до 1000 миль, что составляет составляет более половины всех пассажирских рейсов в мире сегодня.

Сегодня авиакомпании используют для этих полетов реактивные или турбовинтовые самолеты, отметил он, «но это трата топлива, трата выбросов и вред для окружающей среды.«

« Почему бы не сделать это электрически, что к тому же дешевле? »- сказал Ганзарски.

Самолеты-караваны с турбовинтовыми двигателями используются по всему миру для перевозки пассажиров и грузов, и разработчики eCaravan надеются, что их электрическая версия сможет использоваться на некоторых региональных маршрутах.

Сторонники хвастаются, что электрические самолеты тише, безопаснее и дешевле в управлении, чем самолеты, работающие на ископаемом топливе.Например, получасовой полет на электронном караване Moses Lake потреблял всего 6 долларов США - вместо 300 долларов керосина - а бензиновый двигатель его меньшего самолета-погонщика был в два раза громче.

Электродвигатели также легче, чем двигатели, работающие на ископаемом топливе, не требуют такого большого обслуживания и служат намного дольше, прежде чем их нужно будет заменить, сказал Ганзарски.

И пока электричество вырабатывается чисто, электрические самолеты не создают атмосферный углерод выбросов, добавил он.

Ключевым недостатком электрических самолетов является их ограниченный диапазон, который зависит от аккумуляторов, которые они могут нести, хотя в некоторых конструкциях вместо этого используются водородные топливные элементы.Сегодняшние батареи как минимум в 30 раз тяжелее керосина в энергетическом эквиваленте, поэтому электрические самолеты могут совершать только гораздо более короткие полеты.

eCaravan имеет запас хода около 100 миль. Но турбовинтовой Cessna Caravan с таким же весом керосина может пролететь около 1500 миль.

Лучшие батареи уже в пути. Специалист по материалам Ширли Мэн из Калифорнийского университета в Сан-Диего является частью консорциума Battery 500, работающего над новыми конструкциями батарей.

Коммерческие литий-ионные батареи могут хранить около 250 ватт-часов электроэнергии на килограмм, сказала она, но новые конструкции могут удвоить это количество через несколько лет - хотя это зависит от того, как быстро фабрики могут быть оборудованы для их производства.

«У нас нет возможностей массового производства, но в области исследований сейчас мы достигаем 400 [ватт-часов]. Мы еще не достигли 500», - сказал Мэн.

Электрические самолеты также могут использовать преимущества аккумуляторных технологий, впервые примененных в электромобилях.

Производитель электромобилей Tesla и ее конкурент GM собираются представить батареи «на миллион миль», основанные на химическом составе, которые могут увеличить срок их службы и снизить их цены.

Новые аккумуляторные технологии от электромобилей скоро перейдут на электрические самолеты, сказал Ганзарски. Хотя аккумуляторные батареи для самолетов разные, они используют те же базовые конструкции.

Том Меткалф

Том Меткалф пишет о науке и космосе для NBC News.

Самый большой электрический самолет, когда-либо совершавший полеты

Огромный спектр проектов и экспериментов с электрическими самолетами остается обнадеживающим, говорит Лискуэ-Ханке. Значит, у одного из этих самолетов больше шансов на успех. Но важно не попасться во всю эту шумиху, - добавляет Ричард Абулафия, вице-президент по анализу компании Teal Group, занимающейся исследованиями аэрокосмического рынка.

Хотя технологические ограничения, с которыми сталкиваются более крупные самолеты, несомненно, значительны, он хвалит недавний эксперимент eCaravan.Для небольших самолетов, которые перевозят горстку пассажиров или некоторый груз, существует небольшой рынок, составляющий около 100 автомобилей в год. Электрические самолеты этого типа не требуют больших изменений в технологии аккумуляторов для работы, а полеты можно проводить в менее застроенных районах, что в конечном итоге более безопасно. «Это идеальный тестовый рынок», - говорит он.

Это не понравится людям, мечтающим отправиться в отпуск на электрическом самолете (или тем, кто живет рядом с загруженными аэропортами и надеется на более спокойное небо). Но это может означать несколько важных детских шагов на пути к этому моменту.

Между тем, двумя другими рассматриваемыми технологиями снижения выбросов от самолетов являются биотопливо и водородные силовые установки. У каждого свои проблемы. Биотопливо, изготовленное из органических веществ, может быть использовано в существующих самолетах и ​​может быть более экологичным, чем керосин, но пока его рынок невелик, и многие виды биотоплива имеют свои собственные экологические недостатки.

А водород, хотя и потенциально чистый, если получен из возобновляемых источников, страдает некоторыми из тех же проблем, что и электрические батареи.«Для хранения водорода в самолете требуется примерно в три раза больше объема, чем для хранения керосина», - говорит Томсон. «В современной архитектуре самолета его некуда поставить».

Другими словами, все три обнадеживающие технологии - батареи, биотопливо и водород - требуют серьезных прорывов, прежде чем они смогут произвести революцию в авиации. А пандемия Covid-19, которая очень сильно ударила по авиационной отрасли, может еще больше сдержать развитие событий.

Однако интерес к экологически безопасным путешествиям растет.По словам Лискуэ-Ханке, при политической поддержке электрификации можно будет получить импульс экспериментальных проектов Airbus, EasyJet, Rolls-Royce и многих других.

«Если политика […] будет поддерживать это, я думаю, мы это увидим», - говорит она.

Для любого самолета требуется очень много усилий, чтобы оторваться от земли.

Выбросы от путешествий, которые потребовались для того, чтобы сообщить об этой истории, составили 0 кг CO2: писатель опрашивал источники удаленно. Цифровые выбросы из этой истории составляют от 1,2 до 3,6 г CO2 на просмотр страницы. Узнайте больше о том, как мы рассчитали этот показатель здесь.

Присоединяйтесь к одному миллиону поклонников Future, поставив нам лайк на Facebook или подписавшись на нас в Twitter или Instagram .

Если вам понравилась эта история, подпишитесь на еженедельник BBC.com предлагает информационный бюллетень , который называется «Основной список». Отобранная подборка историй из BBC Future , Культура , Worklife и Travel , доставка на ваш почтовый ящик каждую пятницу.

Электрические самолеты приближаются к коммерческому прорыву - Quartz

За 140 000 долларов вы можете управлять собственным электрическим самолетом. Словенская компания Pipistrel продает Alpha Electro, первый электрический самолет, сертифицированный как годный к полетам Федеральным авиационным управлением (FAA) в 2018 году.Это полусредний вес - всего 811 фунтов (368 килограммов), он питается от аккумуляторной батареи 21 кВт · ч - примерно в пятую часть мощности, которую вы найдете в Tesla Model S. В течение примерно 90 минут пилот-тренировочный самолет будет держать вас. и спутник наверху, не сжигающий ни капли ископаемого топлива.

Тем из нас, у кого нет лицензии пилота, придется дольше ждать полета без выбросов, но ненамного. Несмотря на все трудности, 2020 год стал поворотным для электрической авиации. Электрические самолеты установили новые рекорды дальности, повторили короткие коммерческие маршруты полета, выиграли у американских военных и привлекли покупателей из крупных авиакомпаний.

А в июне европейские регулирующие органы предоставили другому самолету Pipistrel, Velis Electro, первый в мире электрический «сертификат типа», признав, что вся конструкция самолета безопасна и готова к серийному производству (летная годность сертифицируется только для отдельных самолетов).

Грядет гораздо больше. Через два года вы сможете наблюдать за Air Race E, автодромом, на котором восемь самолетов с электрическими двигателями сталкиваются друг с другом, взлетая всего на 32 фута (10 метров) от земли на скорости 280 миль в час (450 км / ч).Лидеры электрического вертикального взлета и посадки (eVTOL) Арчер, Джоби и Бета читают свои полеты с батарейным питанием по этому вопросу для сертификации.

Ampaire

Ampaire's Electric EEL, модифицированная модель Cessna 337 Skymaster.

«Вы заметили некоторую встряску в электрической авиации, но также видите, что она становится ближе к реальности» в 2020 году, - говорит Джон Хансман, директор Международного центра авиатранспорта Массачусетского технологического института и участник стартапа по производству гибридных электрических самолетов Electra. «Ясно, что появится новый класс электрических самолетов.В следующем году вы увидите гибридные и аккумуляторные самолеты в эксплуатации или близкие к тому, чтобы быть в эксплуатации ».

Значительный прогресс в области аккумуляторов, электродвигателей и другого оборудования, устанавливаемого в электромобили, а также сотни миллионов долларов в авиации, после многих лет сомнений приблизили электрические технологии к коммерческому взлету. К 2035 году, по оценке инвестиционного банка UBS, авиационная промышленность на 25% будет на 25% гибридной или полностью электрической.

Но подъем не обошелся без турбулентности.В январе полностью электрический прототип Eviation загорелся во время наземных испытаний в аэропорту Аризоны, вероятно, из-за перегрева батарей (компания заявляет, что он будет введен в эксплуатацию к 2022 году). Uber продал свое авиационное подразделение , Elevate, стартапу Joby, поскольку финансовые перспективы электрического вертикального взлета и посадки (eVTOL) по-прежнему слишком далеки от прибыльности для испытывающего трудности баланса Uber.

«Существует большая разница между демонстрационным самолетом и самолетом, который вы пытаетесь сертифицировать», - сказал Хансман, имея в виду процесс FAA, который требует сотни миллионов долларов в течение почти десятилетия.Но начинается новая воздушная гонка. Кто первым сертифицирует коммерческий электрический самолет?

Зачем ехать на электричестве?

Половина всех рейсов в мире составляет менее 500 миль. Это золотая середина для электрических самолетов. Меньшее количество движущихся частей, меньшее обслуживание и более дешевая электроэнергия означают, что затраты могут упасть более чем вдвое, примерно до 150 долларов в час (меньшие самолеты, такие как Pipistrel, стоят всего несколько долларов). Для авиакомпаний это делает совершенно новые маршруты, которые теперь покрываются автомобилями и поездами, возможными (и прибыльными) благодаря более низким расходам на топливо, техническое обслуживание и рабочую силу.

Электродвигатель почти решает другую проблему авиации: выбросы углерода. Авиация выбрасывает более 2% (pdf) мировых выбросов CO2, и к середине века этот показатель может достигнуть почти четверти. В условиях отсутствия альтернативного топлива, готового для отбытия с земли, и увеличения числа авиапассажиров вдвое к 2035 году, электроэнергия может предложить отрасли наилучший путь вперед в мире с ограниченными климатическими условиями.

Скорее всего, 2021 год станет годом гибрида. На пути к проектированию полностью электрических самолетов компании электрической авиации модифицируют то, что работает, чтобы оставаться в воздухе.Такова была стратегия компании Ampaire из Лос-Анджелеса со своим «электрическим EEL», в котором двигатель внутреннего сгорания в носовой части сочетается с электрическим гребным двигателем в задней части. Модифицированный Cessna 337 Skymaster - один из первых гибридов, получивших одобрение в рамках сертификации экспериментальных самолетов FAA (к полетам допускаются только основной экипаж и персонал).

В октябре EEL завершила испытательный полет протяженностью 341 милю между Лос-Анджелесом и районом залива Сан-Франциско, самый длинный электрический гибридный полет для коммерческого самолета, заявляет компания.В настоящее время Ampaire выполняет 15-минутные пробные полеты в партнерстве с базирующейся на Гавайях Mokulele Airlines, чтобы доказать возможность быстрых рейсов между небольшими аэропортами острова с имитацией полезной нагрузки. В 2021 году компания заявляет, что начнет полеты в Великобритании, будет работать с НАСА над модернизацией конструкции самолетов, выстраивать цепочку поставок и закладывать основу для своего собственного транспортного средства, Tailwind, электрического реактивного самолета, изготовленного на заказ. борт (и камеры аэродинамических испытаний).

«Чистый лист»

Главный приз - разработка совершенно нового электрического самолета.Но сертификация нового самолета остается сложной и дорогостоящей. «Чтобы построить новую планету с нуля, нужно много времени и денег», - говорит Кевин Нёрткер, соучредитель Ampaire. «Пройдет пять-семь лет, прежде чем вы получите дизайн с чистого листа. Многие компании пытаются доказать, что мы неправы, но если им это удастся, мир станет намного лучше ».

Ampaire

Дизайн прототипа Tailwind

Eviation Aircraft компании Ampaire - один из самых дальних по этой взлетно-посадочной полосе стартапов. Его новый электрический самолет Alice произвел фурор после того, как его уменьшенная версия совершила автономный демонстрационный полет на Парижском авиасалоне в 2017 году.С тех пор, как сообщает Eviation, на девятиместный самолет стоимостью 4 миллиона долларов было получено более 150 заказов. Что касается более крупных самолетов, Wright Electric заявляет, что строит парк из 186-местных электрических авиалайнеров для британской бюджетной авиакомпании easyJet, который должен выйти к 2030 году.

Кроме того, есть самолеты, которым вообще не нужна взлетно-посадочная полоса. Воздушные такси, похожие на дроны-переростки, обещают снизить стоимость и удобство городского полета до уровня, достаточного для преобразования городов и доставки в тот же день. Самолет eVTOL компании Archer Aviation будет перевозить четырех пассажиров на своих транспортных средствах со скоростью до 150 миль в час на расстоянии около 60 миль.«Мы строим первую в мире полностью электрическую авиакомпанию, - говорит Адам Гольдштейн, соучредитель Archer. «Ожидайте, что мы полетим в 2021 году». Компания ориентируется на городские маршруты по цене UberX от 3 до 6 долларов за пассажиро-милю. К 2024 году компания планирует привлечь внимание публики к своим автомобилям. Арчер, как и его соперники Джоби и Бета, стремятся получить сертификат FAA на свои линейки самолетов.

Новейшие дети в блоке - это самолеты с коротким взлетом и посадкой. Они сочетают в себе простоту и экономичность самолетов с неподвижным крылом с чрезвычайно короткой взлетной дистанцией - 100 футов или меньше, около одной трети футбольного поля.Ряд электродвигателей вдоль крыльев создает дополнительную подъемную силу, что позволяет избежать некоторых технических сложностей и проблем с сертификацией, с которыми сталкиваются eVTOL.

Все они столкнутся с трудными решениями, чтобы гарантировать, что правильные технологии войдут в самолет в то время, когда дизайн стремительно развивается, - говорит Мэтт Троттер из Silicon Valley Bank: «Темпы инноваций в авиации сейчас быстрее, чем мы». я когда-либо видел от предпринимателей, с которыми разговариваем ». Топливо, автономность и форм-факторы доступны всем.Батареи дешевы и легко доступны, но водород становится все более привлекательным для полетов на расстояние в несколько сотен миль (его поиск и хранение остаются проблемой).

Автономные коммерческие самолеты, наконец, взлетают, и соединение беспилотных самолетов с электрической силовой установкой может обеспечить огромную экономию средств. Но FAA пока не разрешает пилотам покидать кабину. А экзотические формы летательных аппаратов уже не используются, поскольку небольшие электродвигатели позволяют аэрокосмическим инженерам экспериментировать с размещением одного или нескольких самолетов на различных поверхностях планера.

Все это заставляет стартапы разрабатывать самолеты, в которых будут использоваться различные технологии, которые, вероятно, наберут обороты в ближайшие годы. Джефф Энглер, генеральный директор Wright Electric, говорит, что его компания «параллельно обрабатывает» различные конструкции, готовясь к сертификации самолета, в котором могут быть установлены батареи, гибридные или водородные. Всего в 2019 году в разработке находилось около 200 электрических самолетов, что на треть больше, чем годом ранее.

Инвесторы делают ставки на сектор.«Самое большое изменение, которое мы наблюдаем в последнее время, - это доступ к капиталу для глубоких технологий», - говорит Троттер. По данным PitchBook, с 2015 года 10 ведущих мировых стартапов в области электрической авиации привлекли более 1,2 миллиарда долларов, большая часть из них - в прошлом году (во главе с раундом на 590 миллионов долларов, проведенным Joby Aviation). Авиакомпании вкладывают деньги в цепочку поставок электрических двигателей. Инвестиционные подразделения JetBlue Airways за последние три года вложили 250 миллионов долларов в стартапы в области электрической авиации, и Intel, Toyota Motor, Daimler и Geely Automobile в Китае все больше проникают в этот космос.

И военные возвращаются к своим корням в качестве одного из первых спонсоров технологий Кремниевой долины: и военно-морской флот, и военно-воздушные силы предоставляют средства, поддержку и испытания автономных и электрических грузовых дронов. Самолет Joby Aviation с четырехместным двигателем eVTOL недавно получил сертификат летной годности от ВВС, чтобы приступить к выполнению военных миссий (19 других компаний планируют сделать то же самое).

Этим компаниям понадобятся все деньги, которые они могут получить. Стартапам в области электроэнергетики, по прогнозам одного из руководителей авиакомпаний, может потребоваться 17 миллиардов долларов (возможно, до 40 миллиардов долларов) для сертификации своих самолетов и создания своего бизнеса, что составляет значительную долю ежегодного венчурного капитала.Несколько компаний уже совершили аварийные посадки. Zunum Aero, несмотря на привлечение 6,8 млн долларов от инвесторов, включая Boeing и JetBlue, в 2018 году исчерпала деньги и уволила 70 сотрудников (сейчас снова идет сбор средств). Без массивных вливаний денег и новых источников дохода до того, как их собственное судно будет готово к полетам, больше компаний, вероятно, присоединятся к Zunum.

Гонка электрической авиации будет не только противниками, но и противниками банкротства.

Электросамолеты - будущее авиации, но их не взлетели

Ниже приводится стенограмма видеозаписи.

Рассказчик: Каким может быть будущее с электрическими самолетами? Билеты за 25 долларов, более тихие аэропорты или даже более короткие взлетно-посадочные полосы. Компании делают ставку на самолеты с батарейным питанием для этого более чистого будущего. Но даже несмотря на то, что электрические самолеты существуют с 1970-х годов, они так и не взлетели. Итак, что их удерживает?

В конце 1800-х годов два офицера французской армии экспериментировали с электричеством для приведения в движение дирижабля, но у них возникли проблемы, когда батарея просто не могла удерживать достаточно энергии.Это станет повторяющейся проблемой в течение следующих 100 лет.

Когда были изобретены никель-кадмиевые батареи, начался первый полет с электродвигателем, но он длился менее 15 минут.

Затем, в 1980-х годах, были изобретены литий-ионные батареи. Они могли хранить больше энергии, чем когда-либо прежде, что привело к появлению таких самолетов, как Solar Impulse 2. Начиная с 2015 года, самолет на солнечной энергии провел 16 месяцев в полете вокруг света, за исключением того, что он летел со средней скоростью от 28 до 34 миль в час.

Solar Impulse 2 является частью движения последних лет по развитию альтернативных источников энергии, особенно когда люди и правительства начали осознавать, насколько вредны полеты для окружающей среды. В 2019 году авиационная промышленность выбросила около 1 миллиарда тонн CO2. Это около 2,5% мировых выбросов. Может показаться, что это не так уж много, но это почти столько же, сколько весь континент Южная Америка выбрасывает за год.

Кевин Норткер: Нам необходимо внести изменения в отрасль, и электрификация - одна из основных тенденций, которые, мы надеемся, уменьшат это бремя.

Рассказчик: Уже давно люди думают о самолетах, но есть две большие проблемы, связанные с поддержанием электрического заземления. Во-первых, технология еще не совсем готова.

Когда вы пытаетесь оторвать электрический самолет от земли, вам нужна батарея, которая обладает большой мощностью в маленькой упаковке, но ...

Каролина Андерсон: Батареи не так эффективны, как бензин, и они, вероятно, не будут там какое-то время.

Экранный диктор: Эффективность батареи или способность удерживать энергию измеряется в удельной энергии.Прямо сейчас даже самые лучшие батареи имеют удельную энергию всего 250 ватт-часов на килограмм, но нам нужно приблизиться к 800, чтобы действительно начать полет, и это все еще ничто по сравнению с удельной энергией реактивного топлива, которая составляет почти 12000 ватт. -часов на килограмм.

Подумайте об этом, как о компьютерах 80-х годов. Они были огромными, но гораздо менее мощными, чем те, что есть сегодня. Сейчас батареи похожи на те компьютеры 80-х годов. Они не такие мощные, как должны быть, и они не только большие, но и тяжелые.

Итак, если вы хотите увеличить мощность самолета, вам нужно приобрести батарею большего размера, а чтобы этот самолет поднялся в воздух, несмотря на вес, вам понадобится еще большая батарея, более мощная, но это означает больший вес. И тогда вам понадобится батарея еще большего размера, чтобы компенсировать этот вес. О, вы поняли.

Но даже если инженеры спроектируют самолет с учетом недостатков в технологии аккумуляторов, им придется взять на себя второе препятствие в отрасли - сертификацию. В США это означает получение разрешения от Федерального управления гражданской авиации на испытания и пилотирование электрического самолета.Компании должны доказать, что каждый дюйм их самолетов безопасен, пройдя серию тестов, одно из которых - убедиться, что аккумуляторные элементы не загорятся.

Рой Ганзарски: Если что-то пойдет не так, вы не сможете остановиться. Вы не можете съехать на обочину дороги. У этого самолета есть только одно место. Таким образом, нормативные требования намного выше, требования к надежности, избыточности и безопасности намного выше по уважительной причине. У тебя нет альтернативы.

Рассказчик: В 2016 году FAA внесло поправки в свои правила, разрешив использование электрических силовых установок в самолетах, рассчитанных на 19 пассажиров.Однако настоящая проблема в том, что на сертификацию, даже с этими поправками, уходят годы, поэтому компании проявили творческий подход. Они начали модернизировать старые самолеты, чтобы быстрее пройти сертификацию.

Ganzarski: Вы убираете весь старый, пожирающий газ, производящий выбросы двигатель и его топливную систему, и заменяете это пространство и вес электрической силовой установкой.

Экранный диктор: Модернизация выполняется поэтапно. Первая фаза была от словенской компании Pipistrel.Он создал первый в мире полностью электрический двухместный самолет еще в 2007 году, установив в планер электрический двигатель.

Tine Tomažič: Планеры по определению безопасны для полетов, даже без работающего двигателя, поэтому мы смогли экспериментировать, не подвергая никого риску и никому не причиняя вреда.

Рассказчик: Сегодня эти самолеты используются для обучения пилотов.

Вторая фаза: гибрид. Лос-анджелесская компания Ampaire заменила один из двух двигателей в Cessna 1973 года на электрический.Ampaire надеется получить свой новый самолет Electric Eel, сертифицированный для коммерческих полетов к 2021 году.

И, наконец, в Ванкувере производитель электродвигателей MagniX и базирующаяся в Ванкувере авиакомпания Harbour Air управляли модернизированным самолетом 62-летней давности. . 15-минутный испытательный полет в декабре 2019 года сделал его первым в мире полностью электрическим коммерческим самолетом, который совершил полет. Это доказало, что электромобили действительно могут взлететь. Сейчас цель двух компаний - электрифицировать остальной парк Harbour Air, насчитывающий более 40 гидросамолетов, и сертифицировать его к концу 2021 года.

Итак, дооснащение кажется идеальным. Проблема, однако, в том, что это ограничивает вас тем, для чего уже построена конструкция самолета, поэтому, если исходный двигатель, скажем, весит 1000 фунтов, и вы его удалите, тогда ...

Ганзарский: У меня есть только 1000 фунтов, которые нужно вложить обратно, не так ли? Я не могу утяжелить весь пакет.

Экранный диктор: Электродвигатели меньше и легче газовых, но помните, что эти батареи тяжелые.

Ganzarski: Таким образом, вы теряете дальность действия, потому что батареи при той же мощности намного тяжелее топлива.

Рассказчик: Итак, пока Harbour Air и MagniX выясняли баланс веса в своем самолете, дальность стрельбы сильно уменьшилась. Их электрический самолет может пролететь более 100 миль, что немного меньше, чем расстояние от Сиэтла до Ванкувера, но для того, чтобы электрические самолеты были успешными в долгосрочной перспективе, им придется лететь дальше.

Израильская компания Eviation может предложить решение. Вместо того, чтобы модернизировать старый самолет, его инженеры построили самолет с нуля. Девятиместный самолет «Алиса» был спроектирован с учетом батареи, чтобы уменьшить вес.

Омер Бар-Йохай: Эта батарея буквально повсюду. Это под полом, это в крыльях, это фюзеляж в разных местах.

Рассказчик: Теоретически Алиса могла бы пролететь до 650 миль, примерно это рейс из Лас-Вегаса в Денвер, но поскольку он был построен с нуля, получение ее сертификата занимает больше времени.

Бар-Йохай: Мы уверены, что будем тестировать самолет в полете в начале 2020 года, и полагаем, что с этого момента процесс сертификации займет около двух лет.

Рассказчик: Все разрабатываемые электрические самолеты отличаются друг от друга, но все они имеют одну общую черту: они летят на расстояние менее 500 миль. И хотя это может показаться не впечатляющим расстоянием, эти электрические самолеты ближнего действия могут решить серьезную проблему в путешествиях.

В 2018 году чуть меньше половины всех проданных в мире авиабилетов приходилось на рейсы на расстояние менее 500 миль, но вместо использования небольших эффективных самолетов, предназначенных для этих более коротких маршрутов, мы часто используем дорогие авиалайнеры, рассчитанные на перелеты на тысячи миль.Эти самолеты наиболее эффективны, если они могут совершать крейсерский полет в течение длительного периода времени, но при полете продолжительностью 50 минут эти самолеты взлетают и сразу же возвращаются вниз. В настоящее время 109-мильный рейс из Лос-Анджелеса в Сан-Диего выбрасывает около 110 фунтов CO2.

Бар-Йохай: Для технически подкованного человека это безумие, потому что мы используем неправильные инструменты для работы.

Рассказчик: За последние четыре десятилетия региональные полеты на коммерческих самолетах стали настолько дорогими для авиакомпаний США, Европы и Австралии, что они начали прекращать рейсы в региональные аэропорты.Сегодня из 20 000 взлетно-посадочных полос, утвержденных FAA в США, только 2,5% в настоящее время активны.

Остальные региональные аэропорты убыточны или даже банкротятся, но электрические самолеты могут помочь, и для них уже есть инфраструктура. Омер говорит, что 11 000 из этих 20 000 взлетно-посадочных полос в США могут обслуживать электрический самолет, что намного дешевле в эксплуатации. Алиса могла сэкономить около 800 долларов на час полета по сравнению с обычным турбовинтовым самолетом.

Нёрткер: Это десятикратное увеличение числа потенциальных направлений, при этом не создавая значительного бремени шума и загрязнения для сообществ.

Рассказчик: Что касается далекого будущего, электрическая авиация может появиться во всех формах. Uber уже работает над электрическим аппаратом вертикального взлета и посадки, или eVTOL, который может забрать вас прямо у вашего дома и доставить в аэропорт. Даже крупные игроки, такие как Airbus, Boeing и Rolls-Royce, делают ставку на это будущее.

Томажич: Мы отправились в путешествие, которое сродни ползанию, ходьбе, бегу, прыжкам. Сейчас мы находимся в фазе ходьбы. Беговой частью будут более крупные электрические самолеты, летающие на большие расстояния, а большие скачки, которые произойдут через десятилетие или около того, будет в сегменте eVTOL, который представляет собой электрические машины с вертикальным взлетом и посадкой, которые эффективно взлетают и приземляются там, где мы хотим. их, доводя аэропорты до людей.

Рассказчик: Все, с кем мы говорили, сказали, что до этого еще около 15 лет, и теперь, когда электрический самолет действительно оказался успешным, представители отрасли надеются, что инвестиции в разработку аккумуляторов начнут расти. Потому что, чтобы вырваться из этой бесконечности петля мощности и веса, о которой мы говорили, нам понадобятся более эффективные батареи, чтобы электрические самолеты действительно взлетели.

Бар-Йохай: Вопрос в том, когда это имеет экономический смысл и у кого есть миллиарды, которые потребуются, чтобы вывести такой продукт на рынок через 15 лет? Итак, это будущее? Абсолютно.

ПРИМЕЧАНИЕ РЕДАКТОРА: это видео было первоначально опубликовано в марте 2020 года.

Подпишитесь на уведомления от Insider! Будьте в курсе того, что вы хотите знать.

Подписаться на push-уведомления

Электрический самолет с опцией солнечной панели

Французский инженерный гигант Safran поставляет силовой агрегат и электронику для восьмиместного полностью электрического самолета, который включает солнечные батареи.

eFlyer 800, разрабатываемый компанией Bye Aerospace в Денвере, штат Колорадо, с двумя установленными на крыльях электродвигателями, каждый с двумя дублирующими обмотками двигателя, четырьмя дублирующими батареями и полным парашютом самолета. Батарейный электрический самолет будет иметь дальность полета 500 морских миль, скорость 320 узлов и потолок 35 000 футов.

Дополнительные потенциальные функции включают систему аварийной автоматической посадки, интеллектуальный алгоритм, обеспечивающий защиту конверта, избегание местности и маршрутизацию для аварийной автоматической посадки, а также возможность установки дополнительных солнечных батарей и электрического такси.

В электрическом самолете будут использоваться электродвигатели Safran ENGINeUS и система распределения электроэнергии и защиты сети GENeUSGRID.

«eFlyer 800 - первый самолет с полностью электрической силовой установкой, который обеспечивает характеристики и безопасность с двумя турбовинтовыми двигателями при отсутствии выбросов CO2 и чрезвычайно низких эксплуатационных расходах», - сказал Джордж Бай, генеральный директор Bye Aerospace. «Такая замечательная экономичность и производительность стали возможными благодаря электрической силовой установке и передовой технологии аккумуляторных элементов, которая приводит к значительно более высокой плотности энергии.”

«Линия продуктов Safran с двигателями ENGINeUS мощностью от 50 до 500 кВт / 1 МВт и системами GENeUSGRID идеально сочетается с портфелем электронных самолетов Bye Aerospace», - сказал Эрве Блан, исполнительный вице-президент и генеральный менеджер по энергетике Safran Electrical & Power. . «Основываясь на нашем успешном сотрудничестве по eFlyer2 и eFlyer4, мы очень гордимся тем, что можем поделиться своим лучшим опытом для поддержки Bye Aerospace в разработке нового eFlyer 800».

Несколько самолетов разрабатываются для европейских авиатакси, грузовых и чартерных авиаперевозок.«Подробная информация об этих соглашениях будет объявлена ​​в ближайшее время, и по мере их завершения», - сказал Блан.

https://byeaerospace.com; www.safran-group.com

Сопутствующие товары для электрических самолетов

Другие статьи на eeNews Europe

Россия представит первый в мире электрический самолет на авиасалоне МАКС-2021 - RT Business News

Первый самолет с электродвигателем будет продемонстрирован на Международном авиационно-космическом салоне МАКС, который пройдет с 20 по 25 июля в Жуковском Московской области, сообщил на этой неделе журналистам вице-премьер Юрий Борисов.

«Это то, что было сделано с Фондом перспективных исследований - электрический самолет, основанный на принципах сверхпроводимости», - сказал Борисов. Электродвигатель является частью демонстратора гибридной трансмиссии, разрабатываемого Центральным институтом авиационного моторостроения России (ЦИАМ).

Инновационный электродвигатель на основе высокотемпературных сверхпроводников мощностью 500 кВт (679 л.с.) был создан специалистом по материалам Superox.

5 февраля начались испытания перспективного сверхпроводящего авиационного электродвигателя.На базе самолета Як-40 создана специальная летающая лаборатория.

Для летных испытаний один из трех двигателей Як-40, расположенных в хвостовой части, был заменен на турбовальный газотурбинный двигатель с электрогенератором, разработанный ЦИАМ совместно с Уфимским авиационным техническим университетом. Электродвигатель, использующий высокотемпературную сверхпроводимость и криогенную систему, был установлен в носовой части триджета.

По словам генерального директора ЦИАМ Михаила Гордина, это один из важнейших проектов в современной авиации.По его словам, использование гибридной силовой установки на основе высокотемпературной сверхпроводящей платформы, или HTSP, призвано решить ряд технологических проблем, с которыми уже сталкивается воздушный транспорт.

Также на rt.com Новейший российский пассажирский самолет совершил первый международный рейс

Андрей Вавилов, председатель совета директоров компании Superox, сообщил, что российские ученые первыми в мире приступили к испытаниям электрического авиационного двигателя на ВТСП. «Наши разработки основаны на многолетних исследованиях и испытаниях: у нас есть сотни изготовленных прототипов обмоток и около десяти изготовленных и испытанных образцов двигателей различной мощности», - сказал .

Планируется, что по новой технологии будут созданы двигатели и электроэнергетические комплексы для полностью электрических самолетов и вертолетов.

Чтобы узнать больше об экономике и финансах, посетите бизнес-раздел RT.

Запуск производства электрического самолета обвиняется в краже его секретов

Пресс-секретарь Моэлиса от комментариев отказалась.

Другие компании, пытающиеся производить электрические самолеты, включают Joby Aviation, которая в феврале объявила о сделке на 6,6 млрд долларов с SPAC во главе с соучредителем LinkedIn Рейдом Хоффманом, а также немецкий стартап Lilium, который стал публичным в прошлом месяце путем слияния с SPAC во главе с бывшим руководителем General Motors Барри Энглом.

Эти сделки - лишь небольшая часть активности SPAC в этом году, поскольку инвесторы, знаменитости и спортсмены спешили принять участие в новой любимой игрушке Уолл-Стрит.По данным SPAC Research, на данный момент в этом году 299 SPAC привлекли 97 миллиардов долларов - больше, чем за весь 2020 год.

Но регулирующие органы и некоторые инвесторы говорят, что требуется более тщательная проверка. Комиссия по ценным бумагам и биржам опубликовала в прошлом месяце два уведомления, предупреждающих компании, рассматривающие возможность слияния с SPAC, чтобы убедиться, что они готовы к выполнению всех юридических и нормативных требований, которые влечет за собой публичная компания. Многие инвесторы, известные как короткие продавцы, которые специализируются на ставках на то, что цены на акции компаний неизбежно упадут, нацелились на SPAC, такие как Atlas Crest, который входит в число 20 наиболее коротких SPAC.

Рынок электрических самолетов находится в зачаточном состоянии, но имеет огромные перспективы. Перспектива летательных аппаратов, подобных «Джетсону», в последние годы стала ближе к реальности благодаря достижениям в области дизайна батарей и самолетов. Гонка по созданию первого жизнеспособного электрического самолета идет полным ходом, и некоторые авиакомпании делают ставку на то, что такие автомобили могут помочь им достичь своих целей по устранению или компенсации выбросов парниковых газов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *