Електричні літаки, Журнал Популярна Механіка
Всупереч помилці електролітаки з'явилися не вчора і навіть не десять років тому. Коли злетів перший літак братів Райт, електромобілі були дуже поширені та успішно конкурували на дорогах зі своїми бензиновими побратимами. Звичайно, ідея застосування електродвигуна в авіації не могла не виникнути. Ще задовго до братів Райт, в 1883 році, французький повітроплавець Гастон Тиссандье встановив на дирижабль власної конструкції електродвигун Siemens і здійснив на повітряному кораблі, що вийшов, цілком успішний політ. Саме Тисанді вважається сьогодні піонером електричної авіації. З того часу електродвигуни застосовувалися в дирижаблебудуванні неодноразово. Чималу популярність вони здобули також в авіамоделізмі, але до створення повноцінного літака справа дійшла лише 1979 року.
Час експериментів
Питання термінології
Більшість пропонованих над ринком електричних літальних апаратів не літаками, а мотопланерами. Різниця переважно обумовлена конструктивними особливостями ЛА. Літак — це літальний апарат важчий за повітря для польотів в атмосфері за допомогою силової установки, що створює тягу, і нерухомого щодо інших частин апарату крила, що створює підйомну силу; Мотопланер — це літальний апарат важчий за повітря з жорстким крилом, призначений для тривалого польоту плануванням практично без тяги, але при цьомуобладнаний руховою установкою. Пропелер мотопланера призначений для самостійного зльоту, а також для використання у несприятливих для планера погодних умовах. Недоліки електричної авіації: низька вантажопідйомність та місткість; низька дальність польоту; висока тривалість заряджання. Переваги: підвищений комфорт (безшумність, відсутність вібрації); низька вартість експлуатації та витратних матеріалів; екологічність.
1981 року перший електролітак збудували французи, 1983 року — німці, причому в обох конструкцій сонячні батареї покривали всю поверхню крил і фюзеляжу, заряджаючи акумулятор у польоті. Перший досягнув тривалості польоту 5 годин 23 хвилини, другий побив рекорд — 5 годин 41 хвилину. Здавалося, електролітакам судилося велике майбутнє. Ряд моделей з'явився в 1990-х, ряд - в 2000-х, кожна наступна виявлялася більш досконалою, ніж попередні, зростали дальність польоту, швидкість, вантажопідйомність. І серійне виробництво не змусило довго чекати.
-
Технології
Монстр на екрані: надважкий екраноліт
Як влаштований сучасний український електровоз
Електромотопланер – у серію!
1997 року італійська компанія Alisport пішла на оригінальний крок — обладнала серійний планер Alisport Silent Club електромотором потужністю 17 к.с. і почала продавати його як електролітак. Заряджається отриманий мотопланер від розетки і непогано літав без жодного мотора - останній був реально необхідний лише під час зльоту. Роком пізніше таким же шляхом пішли німці, випустивши на ринок електромотопланер Air Energy AE-1 Silent.
Щоправда, перший повноцінний електролітак (а не модифікований планер), заявлений як серійний, з'явився на ринку лише у 2009 році – ним став китайський Yuneec International E430, 430-кілограмовий, двомісний, із 54-сильним електромотором. Літак заряджається від звичайної розетки за три-чотири години і здатний пролетіти близько двох годин на одній зарядці. З моменту демонстрації прототипу минуло три роки, і багато інших компаній представили свої моделі, але китайці таки застовпили лідерство. У 2012 році продажі Yuneec стартували - і E430 став першим в історії серійним електролітаком.
2010-і роки рясніють кількістю електролітаків і мотопланерів, що з'являються. Навіть Cessna оголосила про те, що планує випустити у широкий продаж свою культову модель Cessna 172, переведену на електрику. Серед серійних мотопланерів, доступних для покупця, можна згадати Pipistrel Taurus Electro G2, Electravia ElectroLight 2 і великий двомісний планер Arcus E німецької компанії Schempp-Hirth Flugzeugbau.
Перспективи літаків
Але електромотопланер – це одне, а літак – зовсім інше. Більш складна механізація крила, інші вимоги до вантажопідйомності та місткості, інша маса. Китайці зі своїм Yuneec International E430, звичайно, молодці, але чи є у них конкуренти? Звичайно є. Найбільш перспективні конструкції, які вже представлені у вигляді прототипів і обіцяють незабаром з'явитися на ринку, — це німецькі розробки: New Elektra One компанійSolarWorld та PC-Aero, а також потужний чотиримісний (!) Pipistrel Panthera Electro. Є ще заявка ElectraFlyer-X від американської Electric Aircraft Corporation, але вона поки що перебуває на стадії розробки.
New Elektra One, у свою чергу, ближче до мотопланера, ніж до літака, але він цікавий значною площею сонячних батарей, використаних у конструкції. Panthera Electro можливості підзарядки в повітрі не має, а ось New Elektra One насамперед розрахований саме на сонячну енергію. Без дозарядки, якщо відключити батареї, він може пролетіти близько 500 км за чотири години – приблизно як і Pipistrel. Але при включеній системі дозарядки дальність польоту збільшується до 1000 км, що для електролітака не бував високий показник. Плюс до того сонячний літак уже пройшов первинні льотні випробування і готовий надійти у продаж за ціною близько 150 000 доларів.
Втім, прямими конкурентами згадані апарати не назвеш. Pipistrel – досить великий літак люксового сегменту, Elektra One – одномісний легкий апарат, обладнаний хіба що скромним багажником для барсетки. Інша річ, що компанія PC-Aero вже анонсувала і представила у вигляді макета двомісну модель Elektra Two, і ось вона вже здатна буде у разі успішного будівництва та випробувань скласти конкуренцію німцям з Pipistrel та китайцям.
У чому складність?
Здавалося б, що складного в тому, щоб наводити пропелер не від бензинового двигуна, а від електричного? Насамперед відіграє роль маса — фактор, який щодо автомобіля практично непомітний. Якщо дальність руху електромобіля можна збільшувати шляхом нарощування акумулятора, літак повинен залишатися досить легким, щоб не втрачати польотні якості. Саме тому методика "первинна заправка від розетки - дозаправка в повітрі від сонячних батарей" має найбільші перспективи у цьому сегменті авіації. Розробники сонячних літаків повинні звернути увагу на підвищення стелі – далеко не скрізь купові хмари висять на висоті 2 км, а для максимальної ефективності сонячної дозарядки літаку варто рухатись над хмарами.
Технології удосконалюються. Якщо згодом конструктори зуміють подолати проблему дальності польоту та надмірно швидкої витрати заряду, то електролітаки почнуть потихеньку витісняти своїх паливних побратимів. Вони безшумні, комфортні та вкрай дешеві в експлуатації, плюс до того не завдають шкоди навколишньому середовищу. Бум електролітаків, що намітився в 2009-2010 роках, продовжує наростати, всі нові компанії пропонують свої рішення. Дивишся, не пройде й десятиліття, як небо борознитиме тихі акуратні машини, а виробники авіапалива почнуть шукати іншу нішу для бізнесу.
Літак на батарейках
Ще в 2006 році фахівці компанії Panasonic представили світові надлегкий літак, що отримує енергію від пальчикових АА-батарейок. Останніх використовувалося 160 штук, і наних літальний апарат масою 50 кг, ведений 53-кілограмовим пілотом, пролетів 391 м за 59 с, досягнувши висоти 5 м. Природно, цей проект ставив виключно розважальні та спортивні цілі: та ж група розробників раніше займалася рекордними мускулолетами. Цікаво, що рекорд швидкості для електролітаків був встановлений ще до буму серійних моделей. До 250 км/год розігнався італійський астронавт, пілот та конструктор Мауріціо Челі у рамках авіасалону FAI World Air Games 2009 у Турині. Як «болід» використовувався двомісний літак Pioneer Alpi 300. Для його переробки на електричну тягу друге крісло було демонтовано — його місце зайняли літій-полімерні батареї. літак SkySpark, що вийшов в результаті, приводиться в рух 75-кіловатним електромотором. Треба сказати, що, досягнувши мети, Челі та компанія закрили проект електролітака: сьогодні команда працює над літальним апаратом, який працює на паливних елементах.
Цікаво, що рекорд швидкості для електролітаків був встановлений ще до буму серійних моделей. До 250 км/год розігнався італійський астронавт, пілот та конструктор Мауріціо Челі у рамках авіасалону FAI World Air Games 2009 у Турині. Як «болід» використовувався двомісний літак Pioneer Alpi 300. Для його переробки на електричну тягу друге крісло було демонтовано — його місце зайняли літій-полімерні батареї. літак SkySpark, що вийшов в результаті, приводиться в рух 75-кіловатним електромотором. Треба сказати, що, досягнувши мети, Челі та компанія закрили проект електролітака. Сьогодні команда працює над літальним апаратом, який працює на паливних елементах.