Τα ηλεκτρικά αεροπλάνα έρχονται σύντομα

Η Solar Impulse 2 παρουσίασε στις 9 Απριλίου 2014, όπως και η Onera στις 7 Απριλίου, σχέδια για 100% ηλεκτρικά αεροσκάφη, τα οποία δεν ήταν εφικτά για αρκετές δεκαετίες…

Το αεροσκάφος που θα παρουσιαστεί για πρώτη φορά αύριο σε ελβετική αεροπορική βάση έχει ελάχιστα κοινά με αυτά που γνωρίζουμε. Ενώ το άνοιγμα των φτερών του Solar Impulse 2 πλησιάζει αυτό ενός Airbus A380 (72 μέτρα), το βάρος του (2,4 τόνοι) είναι μόλις περισσότερο από αυτό ενός 4×4. Πάνω απ’ όλα, θα μεταφέρει μόνο ένα άτομο κάθε φορά, για μια πραγματικά εξαιρετική πρόκληση: την πρώτη πτήση γύρω από τον κόσμο – με ενδιάμεσες στάσεις – από ένα εξ ολοκλήρου ηλεκτρικό αεροσκάφος, που τροφοδοτείται με ηλιακή ενέργεια.

Το 2010, ένα αρχικό πρωτότυπο του Solar Impulse είχε ήδη πετάξει για 26 ώρες συνεχούς πτήσης. Η νέα έκδοση που σχεδιάστηκε από τους Bertrand Piccard και André Borschberg, τους εμπνευστές αυτού του τρελού σχεδίου, θα μπορεί να παραμείνει στον αέρα για πέντε έως έξι ημέρες, ανάλογα με τις καιρικές συνθήκες. Μεγαλύτερο, το Solar Impulse 2 είναι επίσης ισχυρότερο – ο προκάτοχός του δεν ήταν σε θέση να πετάξει μέσα από τα σύννεφα επειδή τα ηλεκτρικά του κυκλώματα δεν ήταν αρκετά στεγανά για να περιορίσουν το βάρος του – και πιο άνετο, αν και η βελτίωση είναι σχετική: η καμπίνα δεν είναι υπό πίεση και μόνο ένας πιλότος κάθε φορά μπορεί να επιβιβαστεί.

Χάρη σε διάφορους βιομηχανικούς εταίρους (Solvay, Altran, SunPower, Bayer κ.λπ.) και επιστήμονες (EPFL), το αεροσκάφος επωφελείται από τις τελευταίες καινοτομίες στα υλικά, τις μπαταρίες και την απόδοση των ηλιακών κυψελών. Αλλά η εξαιρετικά ελαφριά δομή του από ανθρακονήματα θυμίζει περισσότερο τους αδελφούς Ράιτ ή τους Santos-Dumont παρά τα σύγχρονα αεροσκάφη. το Solar Impulse είναι ένα σύμβολο όλων όσων μπορούν να γίνουν με τη σύγχρονη τεχνολογία, ωθώντας την στα όριά της”, λέει ο Bertand Piccard. Είναι επίσης ένας τρόπος να δείξουμε ότι μπορούμε να λύσουμε τις ενεργειακές μας προκλήσεις, τουλάχιστον εν μέρει, μέσω της τεχνολογικής προόδου

Σήμερα, οι κατασκευαστές ποντάρουν πρωτίστως στο “πιο” ηλεκτρικό αεροσκάφος, ικανό, για παράδειγμα, να τροχοδρομεί στο έδαφος χωρίς τη χρήση των κινητήρων του. Τι γίνεται όμως με τα πραγματικά ηλεκτροκίνητα αεροσκάφη Είναι μια φαντασίωση μηχανικών, ένα τεχνολογικό επιδεικτικό ή μια πραγματική ιδέα για το μέλλον Χθες το βράδυ, μια ομάδα ερευνητών του Κέντρου Αεροναυτικής και Διαστημικών Ερευνών, με τη βοήθεια του CEA Tech, παρουσίασε την απάντησή της σε εκατό περίπου επιλεγμένους βιομηχάνους στο Aéro-Club de France. Το αποτέλεσμα της άσκησης πρόβλεψής τους είναι ένα πραγματικό αεροσκάφος, αν και ακόμη στα χαρτιά, αλλά ένα αεροσκάφος που θα μπορούσε κάλλιστα να πετάξει μια μέρα.

“Το συμπέρασμά μας είναι ότι το ηλεκτροκίνητο αεροσκάφος είναι τεχνικά εφικτό και θεωρητικά δυνατό για εμπορικές μεταφορές μέσα σε δύο έωςatrδεκαετίες, ανάλογα με τις προβλεπόμενες αποστολές”, συνοψίζει ο Antoine Guigon, διευθυντής του τμήματος αεροδιαστημικής πρόβλεψης της Onera. “Πρόκειται για έναν σημαντικό στόχο, διότι αν και το περιβαλλοντικό αποτύπωμα της αεροναυπηγικής είναι αρκετά μικρό σε σύγκριση με αυτό του αυτοκινήτου, έχει σημαντικές επιπτώσεις στον άνθρωπο, ιδίως λόγω του θορύβου”, παραδέχεται ο Pierre Duval, διοργανωτής της βραδιάς για την Aéro-club de France και πρόεδρος της επιτροπής περιβάλλοντος της Fédération aéronautique internationale.

Αν η προθεσμία φαίνεται τόσο μακρινή, είναι επειδή το πρόβλημα είναι πολύπλοκο. Η αεροναυπηγική παραμένει εξαρτημένη από την παραφίνη επειδή το πετρέλαιο είναι μια συμπυκνωμένη μορφή ενέργειας, ευέλικτη και εύκολη στη χρήση. “Με την τρέχουσα κατάσταση των γνώσεών μας, η ηλεκτρική πρόωση δεν θα είναι σε θέση να επιτύχει τις ίδιες υψηλές επιδόσεις με την τρέχουσα πρόωση για αρκετές δεκαετίες. Πρέπει να επινοήσουμε πρωτοποριακές ιδέες και τεχνολογίες”, εξηγεί ο Antoine Guigon. Δεν έχει νόημα να προσπαθήσουμε να “ηλεκτροδοτήσουμε” ένα υπάρχον αεροσκάφος: πρέπει να ξεκινήσουμε από το μηδέν.

ΈΛΙΚΕΣ ΣΤΗΝ ΠΤΈΡΥΓΑ

Αυτό ακριβώς έκαναν οι ερευνητές της Onera, με προσοχή. Ενώ ονειρεύονται ένα αεροσκάφος ικανό να μεταφέρει 100 επιβάτες σε χιλιάδες χιλιόμετρα, ήταν πιο μετριοπαθείς στην αντιμετώπιση του προσωπικού επαγγελματικού τζετ, που μπορεί να μεταφέρειatre άτομα σε 600 χιλιόμετρα σε λιγότερο από δύο ώρες. Η γενική του εμφάνιση φαίνεται οικεία, αλλά στην πραγματικότητα όλα αλλάζουν: σχήμα, πρόωση, ενέργεια, αεροδυναμική… Η ηλεκτρική ενέργεια είναι μια επανάσταση. Πρώτον, σε αντίθεση με τους σημερινούς κινητήρες, των οποίων η απόδοση βελτιώνεται με το μέγεθος, τα ηλεκτρικά ξαδέλφια τους μπορούν να είναι μικρά αλλά αποδοτικά. Οι τεράστιοι, δυσκίνητοι κινητήρες που επιβαρύνουν την αεροδυναμική, είναι παρελθόν. Μικρές, βελτιωμένες έλικες ευθυγραμμίζονται στο πίσω μέρος της πτέρυγας. Όπως ένας ανεμιστήρας, κάθε έλικας απορροφά τον αέρα και τον αποβάλλει προς τα πίσω για να παράγει ώθηση.

Το μόνο που απομένει είναι η παροχή ενέργειας. Δεν είναι δυνατόν να εμπνευστεί κανείς από το Solar Impulse και τα φωτοβολταϊκά πάνελ του, των οποίων η απόδοση εξακολουθεί να είναι πολύ χαμηλή για ένα αεροσκάφος που μεταφέρει αρκετούς επιβάτες. Στο σχέδιο Onera, η ηλεκτρική ενέργεια θα παρέχεται από μπαταρίες, αλλά πάνω απ’ όλα θα παράγεται επί του αεροσκάφους από μια κυψέλη καυσίμου. Το πρόβλημα είναι ότι θα πρέπει να αποθηκευτούν αρκετά κιλά υδρογόνου σε υψηλή πίεση ή σε υγρή μορφή, η οποία απαιτεί πολύ χαμηλή θερμοκρασία. Έτσι, ο Antoine Guigon πιστεύει ότι είναι νοητό το ενδιάμεσο στάδιο της υβριδικής πρόωσης, με την ηλεκτρική ενέργεια να παράγεται από την ενέργεια των κινητήρων εσωτερικής καύσης: “Για παράδειγμα, ένας στροβιλοκινητήρας θα μπορούσε να κινεί έναν ηλεκτροκινητήρα. Αλλά η ιδέα του αεροσκάφους που θα εκμεταλλευόταν στο έπακρο τον συνδυασμό καύσης και ηλεκτρικής ενέργειας δεν έχει ακόμη καθοριστεί

Οι ερευνητές εντόπισαν και άλλα εμπόδια που πρέπει να ξεπεραστούν, ιδίως την αντίσταση των ηλεκτρονικών συστημάτων του αεροσκάφους στα ηλεκτρομαγνητικά πεδία που θα παράγει το ίδιο το αεροσκάφος. Το αεροσκάφος θα χρειαστεί επίσης συστήματα πλοήγησης τελευταίας τεχνολογίας. “Το προσωπικό αεροσκάφος προϋποθέτει ότι μπορεί να είναι επαρκώς αυτοματοποιημένο ώστε να είναι προσιτό σε κάθε πιλότο και ότι μπορεί επομένως να ενσωματωθεί εύκολα στην εναέρια κυκλοφορία με τη χρήση βοηθητικού συστήματος πλοήγησης”, εξηγεί ο Claude Le Tallec, επικεφαλής του προγράμματος γενικής αεροπορίας, UAV και αυτοματοποιημένων συστημάτων στην Onera. Όλοι αυτοί οι περιορισμοί απαιτούν μια διεπιστημονική προσέγγιση. “Πρόκειται για προσεγγίσεις που εφαρμόζονται ήδη στο σχεδιασμό κάθε αεροσκάφους, αλλά που θα είναι ακόμη πιο αναγκαίες λόγω της συσσώρευσης εννοιών και ανατρεπτικών τεχνολογιών”, λέει ο Antoine Guigon, ο οποίος τονίζει τις προσπάθειες που πρέπει να καταβληθούν από τώρα για να φανταστούμε τις λύσεις του μέλλοντος. “Η αυριανή βιομηχανία θα είναι γυμνή αν δεν αρχίσει να σκέφτεται από τώρα τα αεροσκάφη του μέλλοντος. Πρέπει να σκεφτούμε πρωτοποριακές λύσεις, αλλιώς θα το κάνουν άλλες χώρες ή ήπειροι για εμάς

Πηγή: Benoit Georges Δημοσιογράφος Les Echos