Дзен
Телеграм
Охватившая весь мир климатическая истерия становится неудержимой силой, принципиально меняющей подход к разработке и конструированию транспортных средств. И если совсем недавно «переосмыслению» была подвергнута концепция создания автомобилей, то сегодня тренд на отказ от потребляющих топливо тепловых двигателей добрался и до гражданского самолётостроения. Как нетрудно догадаться, конструкторы уже упорно работают над созданием первых полностью электрических авиалайнеров.
Это вам не электромобиль
Под нарастающим давлением глобальных зелёных трендов коммерческая авиация всеми силами пытается снизить своё воздействие на климат. Однако пока она не в состоянии добраться до поставленной цели по достижению нулевых выбросов к 2050 году. Так называемое экологичное авиационное топливо производится недостаточно быстро и по-прежнему достаточно дорого. Всё это означает, что альтернатива жадным до топлива реактивным и турбовинтовым двигателям пока не просматривается, если не иметь в виду массовый запрет коммерческих перелётов (что тоже рассматривается зелёными активистами).
Одна из проблем заключается в том, что электрификация самолётов не так проста, как электрификация автомобилей. По этой причине в авиационной отрасли, похоже, сложился консенсус относительно того, что пока технология производства аккумуляторных батарей не достигнет принципиально нового уровня, электрические пассажирские самолёты не станут реальностью.
Неожиданный прорыв?
Тем более неожиданно смотрится на этом фоне вызов, брошенный голландским стартапом Elysian. Малоизвестные в авиационном мире разработчики предлагают свои планы по созданию полностью электрического регионального самолёта с дальностью полёта 805 километров и вместимостью 90 пассажиров. По их мнению, такой проект электрического самолёта при его эксплуатации способен сократить выбросы на 90%. Компания планирует начать коммерческие полёты уже в течение ближайшего десятилетия.
«Многие эксперты говорят, что вам нужна технология аккумуляторов за пределами [всего, что будет доступно до] 2050 года, чтобы получить разумную дальность и грузоподъёмность. Но вопрос, который мы себе задали, был таков: как мне получить максимальную дальность с учётом уже имеющихся аккумуляторных технологий? С электрическим самолётом на аккумуляторах можно летать гораздо дальше, чем утверждает большинство исследований. Конечно, если вы сделаете правильный выбор» — заявил директор по проектированию и инжинирингу в Elysian Рейнард де Врис.
Это вам не электромобиль
Электросамолёт под названием E9X существует пока только на бумаге. Elysian планирует построить масштабную модель в течение двух-трёх лет, а полноразмерный прототип — к 2030 году.
Однако основные конструктивные особенности уже известны и несколько удивляют.
«Не стоит предполагать, что электрический самолёт будет похож на сегодняшние самолёты», — говорит де Врис.
По его словам, представление, что электрические самолёты должны быть электрифицированными версиями самых лёгких региональных турбовинтовых самолётов, является распространённым заблуждением, так как в этом случае дальность полёта такого аппарата не превысила бы 100 километров.
«Что вам действительно нужно сделать, так это спроектировать его с нуля, начиная с чистого листа. В итоге вы получите самолёт, который по пропорциям веса будет больше похож на старые реактивные самолёты 1960-х годов. Летательный аппарат с очень высокой долей батарей и гораздо меньшей долей веса остальной конструкции. В результате получается самолёт, который намного больше и тяжелее, но может летать гораздо дальше, чем люди думали ранее», — резюмирует де Врис.
Очень странный самолёт
E9X будет иметь восемь винтовых двигателей и размах крыльев почти 42 метра. Это больше, чем у Boeing 737 или Airbus A320, хотя они могут перевозить в два раза больше пассажиров. У него будет более тонкий фюзеляж, что улучшит структурные и аэродинамические характеристики.
Эта разработка является результатом сотрудничества с Делфтским технологическим университетом, старейшим и крупнейшим техническим университетом в Нидерландах. Её принципы изложены в научной статье «Новый взгляд на аккумуляторно-электрическую авиацию», среди авторов которой указаны де Врис и Роб Воллесвинкель, соучредитель Elysian.
Один из ключевых принципов заключается в том, что батареи будут размещены в крыльях, а не в фюзеляже.
«Это критически важный выбор конструкции. Батареи составляют значительную часть веса самолёта. То, что вы хотите сделать с весом, это поместить его туда, где создаётся подъёмная сила», — говорит де Врис.
По его словам, технология производства аккумуляторов будет схожа с той, что доступна сегодня, плюс любые усовершенствования, которые будут сделаны в течение следующих четырёх или пяти лет. Но крайне важно, что это не станет радикальным шагом вперёд.
«Это открывает разные сценарии. Самый консервативный вариант оценивает полезный диапазон дальности полёта в 482 километра, но мы считаем, что более реалистичная цель через четыре года — 800 километров», — отмечает конструктор.
Среди других известных элементов конструкции — размещение шасси в крыльях, а не в корпусе самолёта и законцовки крыльев, которые можно складывать для экономии места. Машина будет оснащена резервной энергетической системой на основе газотурбинной установки, которая может обеспечить аварийное питание в случае отклонения батареи.
В целом де Врис ожидает, что воздействие самолёта на климат будет на 75–90% ниже, чем у современных узкофюзеляжных самолётов, даже с учётом производства аккумуляторов и электроэнергии, используемой для их подзарядки.
Заправка или зарядка?
E9X будет разработан с учётом текущей инфраструктуры аэропортов, без необходимости какой-либо корректировки или модернизации.
Серьёзной проблемой в этом случае может оказаться время зарядки аккумуляторов, которое значительно больше времени заправки баков топливом.
«Наша цель сейчас — максимальное время зарядки 45 минут, что подразумевает немного большее время выполнения, чем то, к которому привыкли некоторые авиакомпании, особенно бюджетные операторы. Но это верхний предел — среднее время составит около получаса», — говорит де Врис.
По его словам, ведутся постоянные обсуждения с авиакомпаниями по всему миру. Скорее всего, самолёт привлечёт интерес региональных и местных авиакомпаний. Он может пойти на пользу второстепенным аэродромам, которые в настоящее время недостаточно используются из-за ограничений по шуму или выбросам.
С точки зрения пассажиров E9X обеспечит более тихий и приятный полёт. Он решит одну из самых острых проблем современных путешествий — нехватки места для багажа в салоне самолёта.
Строить, но не ломать
Профессор аэрокосмической техники в Мичиганском университете Гёкчин Чинар, который сотрудничает с де Врисом в рамках предстоящей исследовательской работы по проектированию электрифицированных самолётов, отмечает, что компания не внедряет революционные технологии как таковые, а перестраивает существующие, чтобы переопределить эксплуатационную парадигму самолёта.
«Мои исследования за последнее десятилетие выступали за проектирование электрических самолётов с учётом эксплуатационных изменений. Было бы неразумно использовать новую технологию, следуя устаревшим соглашениям. Даже при наличии некоторых неудобств потенциальные преимущества значительны. Подход Elysian многообещающий, но это всего лишь одно из многих потенциальных применений электрификации в авиации, каждое из которых имеет уникальные эксплуатационные стратегии и технологические интеграции», — говорит Чинар.
Не единственный
Другие компании работают над электрическими самолётами, которые в соответствии с их планами войдут в эксплуатацию даже раньше E9X. Одна из них — британо-американская ZeroAvia, которая успешно провела испытания 19-местного самолёта, оснащённого двумя водородно-электрическими двигателями, и планирует ввести его в эксплуатацию в конце 2025 года.
Основанная в Израиле компания Eviation провела лётные испытания самолёта Alice — полностью электрического самолёта местных авиалиний на девять пассажиров с дальностью полёта около 500 километров. Компания планирует ввести его в эксплуатацию в 2027 году.
Шведский производитель Heart Aerospace работает над 30-местным самолётом ES-30, дальность полёта которого в полностью электрической конфигурации составит всего около 200 километров. Однако при использовании комбинации электрических и традиционных турбовинтовых двигателей она возрастает до 800 километров. Пока что компания провела только испытания масштабной модели, но планирует ввести его в коммерческую эксплуатацию в 2028 году.
По словам авиационного аналитика консалтинговой компании Aviation Values Гэри Кричлоу, перед Elysian стоит сложная задача.
«Сегодня в эксплуатации находится более 5000 самолётов в категории E9X вместимостью от 70 до 100 мест. Наши данные показывают, что эти самолёты могут оставаться в эксплуатации десятилетиями. В результате очень трудно переоценить преимущество, которое имеют устоявшиеся производители в этом сегменте рынка», — говорит он.
Эксперт объясняет, что любая новая технология должна будет представить убедительные доводы против установленного и проверенного десятилетиями эксплуатации парка классических машин.
Помимо новой технологии, ожидаются колоссальные проблемы в области инфраструктуры обеспечения бесперебойных поставок самолётов и запчастей, обучения пилотов, бортпроводников и наземного персонала.
Если Elysian сможет преодолеть технологические и инфраструктурные проблемы, добавляет он, то затем ей придётся столкнуться с коммерческим вызовом в виде выхода на рынок с жёсткой конкуренцией.