Elektromos repülőgépek és magánrepülőgépek

Milyenek a mai és a holnapi elektromos repülőgépek? Milyen megoldások léteznek a környezet védelmére?

Az ökológiai válság idején a közlekedési ágazat folyamatosan fejlődik, hogy kevésbé szennyező megoldásokat találjon. Az elektromos autók és hajók után most a repülőgépeken és a magánrepülőgépeken a sor, hogy környezetbarátabb energiákkal működjenek. 2016-ban a Solar Impulse 2 két év után teljesítette a napenergiával hajtott világkörüli repülését. Ma az elektromos energia áll a vita középpontjában.

Az elektromosság először 1881-ben jelent meg a repülésben, amikor a Tissandier testvérek bemutattak egy léghajómodellt, amelynek légcsavarját elektromosság hajtotta. Elektromos repülőgépeket az első világháború végén fejlesztettek ki, de nem sok sikerrel; nem voltak elég erősek.

Egy évszázaddal később a repülés óriásai és olyan látnokok, mint Elon Musk, a jövő repülőgépeit építik. E repülőgépek többsége elektromos, de új technológiákat is alkalmaznak, és arra ösztönöznek, hogy másképp gondolkodjunk a repülésről.

A mai elektromos repülőgépek

Mivel az elektromos motor kisebb, mint a kerozinmotor, a kialakulóban lévő repülőgépek néha forradalmi kialakításúak.

• A szlovén Pipistrel gyártótól származóAlpha Electro elektromos motorjaatre-szor könnyebb, mint egy hagyományos motor, miközben kétszer olyan csendes. Ez az egyetlen elektromos repülőgép a világon, amely jelenleg sorozatgyártásban van, és 2017 óta van forgalomban. Lítium-polimer akkumulátorai 45 perc alatt feltölthetők, így hatótávolsága 50 perc. A kétüléses repülőgépet pilótaképzésre használják.

• A Bristell Energic elektromos repülőgép 2019-ben sikeresen teljesítette első repülését. Elektromos meghajtórendszerét a Solar Impulse spin-offja, a H55 tervezte. Hatótávolsága körülbelül egy óra, így ideális a pilóták kiképzésére szolgáló repülőiskolákban való használatra.

• Az Alice egy 100%-ban elektromos repülőgép az izraeli start-up Eviation cégtől, amelyet a 2019-es Párizsi Légi Szalonon mutattak be. Azt ígéri, hogy kilenc utast és két személyzeti tagot szállít 450 km/h sebességgel, 2022-es repülésekre. Hatótávolsága 1000 kilométer, amivel olyan távolságokat tud megtenni, mint a Párizs-Nizza vagy a London-Genf. Magnix elektromos motorral és akkumulátorral rendelkezik, amely jelenleg a teljes súlyának 60%-át teszi ki. A 2020 januárjában történt repülés közbeni robbanást követően a prototípus jelenleg véglegesítés alatt áll.

• ACity Airbus egy négyatrüléssel rendelkező repülő taxi, amely a Airbus, az RATP és az ADP Group együttműködésének eredménye. Ez egy teljesen elektromos, alacsony zajszintű hibrid repülőgép, amely képes függőlegesen fel- és leszállni. A járművet a városközpontok és repülőterek közötti városi közlekedésre tervezték, és a 2024-es olimpiára készülhet el. A Lilium egy ultramodern taxi drónt is fejleszt. Más vállalatok, például az Uber, eVTOL (elektromos függőleges fel- és leszálló) repülőgép-prototípusokon dolgoznak.

• Airbusamely 2014-ben kezdte el aE-fan fejlesztését, 2017-ben kivonult a projektből ahibridizációval működőE-fan X javára. Ennek a technológiának az a célja, hogy a nagy hatásfokú belsőégésű motort összekapcsolja egy villanymotorral. A Rolls-Royce-szal és a Siemensszel együttműködve a Airbus célja, hogy 2021-ben repüljön az első hibrid utasszállító repülőgép.

• A NASA rövid távú elektromos repülőgépeken is dolgozik. A Mod IV első változatát, az X-57-est 2020 elején mutatták be. A végleges változat tizennégy motorral, két nagy légcsavarral a végeken és hat, a szárnyakhoz erősített kis légcsavarral rendelkezik majd, amelyeket kizárólag a fel- és leszálláshoz használnak. Képes lesz 276 km/h sebességgel repülni és 4200 méteres magasságot elérni.

Végül a kínai Liaoning General Aviation RX1E repülőgépe, a Zunum Aero hibrid repülőgépe és a Cora eVTOL repülőgépe is a még fejlesztés alatt álló elektromos repülőgépek számos példája közé tartozik.

A mai kihívás

Számos regionális járatot már teljesítettek elektromos motorokkal. Ezek azonban általában csak kis repülőgépek, amelyek rövid távolságokat tesznek meg. A kihívást most az jelenti, hogy egyre nagyobb és nagyobb repülőgépekkel hosszabb távolságokra repüljenek.

Egy repülőgép motorja kolosszális mennyiségű energiát igényel, és az elektromos akkumulátorok nem elegendőek. Egy kilogramm paraffin 48-szor több energiát hordoz, mint az akkumulátorok. Ez a tényező bizonyos fejlesztésekkel csökkenthető, de az akkumulátorok szállítása egyben nehezebbé is teszi a repülőgépet az út során, ami több meghajtást igényel. A paraffin esetében ez nem így van, az a repülés során fogy el.

Végül, az elektromos forradalom nem csak a meghajtásról szól; ez azt is jelenti, hogy például a repülőgép kerekei is felszerelhetők elektromos motorokkal. Ez az elektromos gurulásnak nevezett gyakorlat csökkenti a paraffinfogyasztást, a károsanyag-kibocsátást és a repülőgép gurulási fázisaihoz kapcsolódó költségeket.

A jövő elektromos repülőgépei

Számos prototípus van folyamatban, amelyeket nagy repülőgépipari csoportok és kisebb start-up cégek finanszíroznak. A több elektromos akkumulátor szállítására és a hosszabb repülésre az egyik megoldás a könnyebb anyagokból készült repülőgépek megalkotása. 2050-re a repülőgépek egészen másmilyenek lesznek, mint a ma megszokott repülőgépek.

Íme néhány példa:

• Az Easyjet az amerikai Wright Electric gyártóval közösen dolgozik egy 2030-ra tervezett, 100%-ban elektromos repülőgépen. A kísérletek 2023-ban kezdődnek, a járatok időtartama kevesebb mint egy óra lesz, és olyan távolságokat fognak lefedni, mint London-Amszterdam, Párizs-Genf és Lyon-Bordeaux. A Wright 1-et 186 utas szállítására tervezték.

• ATranscend Air Vy 400, egy repülőgép és helikopter közötti hibrid repülőgép, amely 650 km/h utazósebesség elérésére képes, 2024-től kínálja első kereskedelmi járatait az Egyesült Államokban.

• Elon Musk szerint aszuperszonikus repülőgépek jelentik a repülés jövőjét. A Boom szuperszonikus repülőgép 2020-ban, a NASA X-59-es repülőgépe pedig 2021-ben emelkedik a levegőbe. A környezetre gyakorolt hatása azonban olyan mértékű, hogy egyelőre nem valószínű, hogy széles körben elterjedt lesz.

Biomimikri

Egy másik innovációs folyamat a biomimikri , egy olyan mérnöki technika, amely a természetből igyekszik inspirációt meríteni a jelenlegi repülőgépek fejlesztéséhez. A Airbus például a Bird of Prey regionális repülőgépet sas- és sólyomszárnyak felhasználásával tervezte, mivel azok képesek gyorsan és hosszú ideig repülni. Emellett kompozit anyagokból készült, deformálható tollakkal rendelkezik. Valószínűleg soha nem fog napvilágot látni, de hozzájárult az új ötletek megjelenéséhez és a repülésről való újfajta gondolkodáshoz.

Airbus 2020-ban bemutatott egy új futurisztikus repülőgépet, a Mavericket, amelynek háromszög alakú szerkezete akár 20%-os üzemanyag-megtakarítást eredményezhet a jelenlegi egyfolyosós repülőgépekhez képest.

A NASA egy új típusú szárnyon is dolgozik, amely több ezer egymásba illeszkedő alkatrészből épül fel, hogy repülés közben változtatni tudja alakját.

A léghajó visszatérése

A léghajó visszatérhet. Ez a másfél évszázados találmány megfelel századunk kihívásainak. Modernizálva számos előnye van: környezetbarát (tízszer kevesebb üzemanyagot fogyaszt, mint egy repülőgép), elszigetelt, infrastruktúra nélküli területekre juthat el, és több száz tonnás terheket is képes szállítani. A brit Varialift vállalat azt a célt követi, hogy nehéz teherszállításra tervezett léghajókból álló flottát indítson. Jelenleg három modell építése folyik a franciaországi Châteaudun közelében. A héliummal hajtott léghajók csak 15%-át fogyasztják majd annak az üzemanyagnak, amelyre egy ugyanolyan terhelésű repülőgépnek szüksége van.

A Flying Whales francia cég 2023-tól egy óriási bálna alakú léghajó forgalmazását is tervezi, amelyet úgy terveztek, hogy ötvenszer kevesebbet fogyasszon és szennyezzen, mint egy repülőgép. A léghajókat kezdetben faanyag szállítására fogják használni a nehezen megközelíthető területekről.

Környezetbarátabb lesz-e a repülés?

A nemzetközi verseny felgyorsítja a prototípusok fejlesztését. Egy új repülőgéptípus engedélyeztetése azonban évekig tart, és bizonyos előírások akadályokat jelentenek.

A legtöbb ország fejleszti repülőgépeinek villamosítását, ami hozzájárul a károsanyag-kibocsátás csökkentéséhez. Norvégia még azt is szeretné, ha 2040-re minden belföldi járata 100%-ban elektromos lenne.

Ahogy azonban a Safran a 2019-es sajtóanyagában rámutat, a légi közlekedés soha nem lesz 100%-ban elektromos, különösen, ha hosszú távú repülőgépekről van szó. Bár ma már számos regionális járat lehetséges, valódi technológiai forradalomra lenne szükség ahhoz, hogy az akkumulátorok képesek legyenek biztosítani az utasszállító repülőgépek által igényelt energiát. A jelentés azt is kifejti, hogy sajnos a CO2-kibocsátás több mint 80%-át az utasszállító repülőgépek 1000 kilométer feletti repülései teszik ki. Ráadásul meg kell találnunk a módját az akkumulátorok újrahasznosításának. Vannak azonban más megoldások is az elektromos energia kiegészítésére.

Mik az ökológiai megoldások?

• A napenergia helyettesítheti az akkumulátorokat az elektromos motor működtetéséhez. A Solar Impulse 2 együléses repülőgép 42 000 kilométert repült 22 000 fotovoltaikus cellával. A SolarStratos az utódja; ez a svájci kétüléses jelenleg fejlesztés alatt áll.

• A „zöldebb” repülőgéphez több tényező kombinációjára lesz szükség: üzemanyag-hatékonyabb belső égésű motorokra, alternatív üzemanyagokra, amelyek a bioüzemanyagokat és a szintetikus üzemanyagokat kombinálják, és így tovább. A bioüzemanyagokat már most is használják néhány rövid távú járaton, ugyanakkor használatuk növeli az erdőirtást.

• Franciaországban a megelőző karbantartás segít az üzemanyag-megtakarításban. Az Air France a Prognos szoftvert használja repülőgépei karbantartásának nyomon követésére. Eközben a toulouse-i székhelyű, tiszta technológiával foglalkozó OpenAirlines innovatív üzemanyag-kezelési megoldásokat kínál a légitársaságoknak. SkyBreathe nevű szoftverével repülésenként akár 5%-os paraffin-megtakarítást érhetnek el.

• Egy másik érdekes megközelítés a repülőgépek szárnyainak meghosszabbítása, ami csökkenti a légellenállást és ezáltal az üzemanyag-fogyasztást. A 777X a Boeing hosszabb szárnyakkal és lehajtható szárnyvégekkel épült, így ez nem jelent problémát.

• A hidrogénüzemű repülőgépek viszont ambiciózus projektet jelentenek, de csak évek múlva válnak valósággá. Egyetlen gyártó sem foglalkozott még igazán a témával, mivel egy hidrogénüzemű repülőgéphez a kerozinüzemű repülőgépekénélatre-szor nagyobb tartályokra és igen nagy mennyiségű elektromos energiára lenne szükség. A repülőgép egész felépítését újra kellene gondolni ahhoz, hogy utasokat is tudjon szállítani.

Összefoglalva, a jövő légi közlekedése sokrétű, és számos technológiát ötvöz. Míg az elektromos repülőgépek és a magánrepülőgépek gyorsan változnak és fejlődnek, a környezetbarát repülőgépeket nehezebb megtervezni.

AEROAFFAIRES reméljük, hogy hamarosan már a következő generációs elektromos repülőgépek bérbeadását kínálhatjuk Önnek. Addig is kezdeményezésünk SkyCo2lehetővé teszi, hogy a repülései során keletkező CO2-kibocsátás 100%-át kompenzálja egy erdőtelepítési projekt támogatásával.

Repülési szakértőink a nap 24 órájában, a hét minden napján a +33 (0) 1 44 09 91 82 telefonszámon állnak rendelkezésére, hogy segítsenek megtalálni az Ön igényeinek leginkább megfelelő magánrepülést.