Ηλεκτρικά αεροσκάφη και ιδιωτικά τζετ

Ποια είναι τα ηλεκτρικά αεροσκάφη του σήμερα και του αύριο Ποιες λύσεις υπάρχουν για την προστασία του περιβάλλοντος

Σε μια εποχή οικολογικής κρίσης, ο τομέας των μεταφορών εξελίσσεται διαρκώς για την εξεύρεση λιγότερο ρυπογόνων λύσεων. Μετά τα ηλεκτρικά αυτοκίνητα και τα σκάφη, είναι τώρα η σειρά των αεροπλάνων και των ιδιωτικών τζετ να τροφοδοτούνται με πιο φιλικές προς το περιβάλλον ενέργειες. Το 2016, το Solar Impulse 2 ολοκλήρωσε τον γύρο του κόσμου μετά από δύο χρόνια με καύσιμο την ηλιακή ενέργεια. Σήμερα, η ηλεκτρική ενέργεια βρίσκεται στο επίκεντρο της συζήτησης.

Ο ηλεκτρισμός εμφανίστηκε για πρώτη φορά στην αεροπορία το 1881, όταν οι αδελφοί Tissandier παρουσίασαν ένα μοντέλο αερόπλοιου με έλικα που κινούνταν με ηλεκτρισμό. Ηλεκτρικά αεροσκάφη αναπτύχθηκαν στο τέλος του Α’ Παγκοσμίου Πολέμου, αλλά χωρίς ιδιαίτερη επιτυχία- δεν ήταν αρκετά ισχυρά.

Έναν αιώνα αργότερα, γίγαντες της αεροπορίας και οραματιστές όπως ο Elon Musk κατασκευάζουν τα αεροπλάνα του μέλλοντος. Τα περισσότερα από αυτά τα αεροπλάνα είναι ηλεκτρικά, αλλά χρησιμοποιούν επίσης νέες τεχνολογίες και μας ενθαρρύνουν να σκεφτούμε διαφορετικά για την αεροπορία.

Τα σημερινά ηλεκτρικά αεροσκάφη

Επειδή ένας ηλεκτροκινητήρας είναι μικρότερος από έναν κινητήρα που κινείται με κηροζίνη, τα αεροσκάφη που αναδύονται έχουν μερικές φορές επαναστατικά σχέδια.

• ΤοAlpha Electro, από τον Σλοβένο κατασκευαστή Pipistrel, διαθέτει έναν ηλεκτροκινητήρα που είναιatrε φορές ελαφρύτερος από έναν συμβατικό κινητήρα, ενώ είναι διπλάσια αθόρυβος. Είναι το μοναδικό ηλεκτρικό αεροσκάφος στον κόσμο που βρίσκεται σήμερα σε παραγωγή σειράς και κυκλοφορεί στην αγορά από το 2017. Οι μπαταρίες λιθίου-πολυμερούς του μπορούν να επαναφορτιστούν σε 45 λεπτά, δίνοντάς του εμβέλεια 50 λεπτών. Το διθέσιο αεροσκάφος χρησιμοποιείται για την εκπαίδευση πιλότων.

• Το ηλεκτρικό αεροσκάφος Bristell Energic ολοκλήρωσε με επιτυχία την πρώτη του πτήση το 2019. Το ηλεκτρικό σύστημα πρόωσής του έχει σχεδιαστεί από την H55, ένα spin-off της Solar Impulse. Έχει εμβέλεια περίπου μιας ώρας, γεγονός που το καθιστά ιδανικό για χρήση σε σχολές αεροπορίας για την εκπαίδευση πιλότων.

• ΤοAlice είναι ένα 100% ηλεκτρικό αεροσκάφος από την ισραηλινή νεοφυή εταιρεία Eviation, που παρουσιάστηκε στην αεροπορική έκθεση του Παρισιού το 2019. Υπόσχεται να μεταφέρει εννέα επιβάτες και δύο μέλη πληρώματος με ταχύτητα 450 km/h, για πτήσεις το 2022. Έχει εμβέλεια 1.000 χιλιομέτρων, επιτρέποντάς του να καλύψει αποστάσεις όπως Παρίσι-Νις ή Λονδίνο-Γένοβα. Διαθέτει έναν ηλεκτροκινητήρα Magnix και μια μπαταρία που αντιπροσωπεύει προς το παρόν το 60% του συνολικού του βάρους. Μετά από μια έκρηξη κατά την πτήση τον Ιανουάριο του 2020, το πρωτότυπο βρίσκεται στο στάδιο της ολοκλήρωσης.

• ΤοCity Airbus είναι ένα ιπτάμενο ταξί με τέσσερις θέσειςatr, αποτέλεσμα της συνεργασίας μεταξύ των Airbus, της RATP και του ομίλου ADP. Πρόκειται για ένα πλήρως ηλεκτρικό, χαμηλού θορύβου υβριδικό αεροσκάφος που μπορεί να απογειωθεί και να προσγειωθεί κάθετα. Έχει σχεδιαστεί για αστικές μετακινήσεις μεταξύ των κέντρων των πόλεων και των αεροδρομίων και θα μπορούσε να είναι έτοιμο για τους Ολυμπιακούς Αγώνες του 2024. Η Lilium αναπτύσσει επίσης ένα υπερσύγχρονο drone ταξί. Άλλες εταιρείες, όπως η Uber, εργάζονται σε πρωτότυπα αεροσκάφη eVTOL (ηλεκτρικά αεροσκάφη κάθετης απογείωσης και προσγείωσης).

• Airbusη οποία ξεκίνησε την ανάπτυξη τουE-fan το 2014, αποσύρθηκε από το έργο το 2017 υπέρ τουE-fan X, το οποίο χρησιμοποιείυβριδισμό. Στόχος αυτής της τεχνολογίας είναι η σύζευξη ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης, ο οποίος είναι ιδιαίτερα αποδοτικός, με έναν ηλεκτροκινητήρα. Σε συνεργασία με τη Rolls-Royce και τη Siemens, το Airbus στοχεύει να πετάξει το πρώτο υβριδικό αεροσκάφος το 2021.

• Η NASA εργάζεται επίσης σε ηλεκτρικά αεροσκάφη μικρών αποστάσεων. Η πρώτη έκδοση του Mod IV, το X-57, παρουσιάστηκε στις αρχές του 2020. Η τελική έκδοση θα έχει δεκατέσσερις κινητήρες, δύο μεγάλες έλικες στα άκρα και έξι μικρές έλικες προσαρτημένες στις πτέρυγες του, οι οποίες θα χρησιμοποιούνται αποκλειστικά για την απογείωση και την προσγείωση. Θα μπορεί να πετάξει με ταχύτητα 276 km/h και να φτάσει σε ύψος 4.200 μέτρων.

Τέλος, το κινεζικό RX1E της Liaoning General Aviation, το υβριδικό αεροσκάφος της Zunum Aero και το eVTOL της Cora είναι επίσης μεταξύ των πολλών παραδειγμάτων ηλεκτρικών αεροσκαφών που βρίσκονται ακόμη σε εξέλιξη.

Η πρόκληση σήμερα

Πολλές περιφερειακές πτήσεις έχουν ήδη πραγματοποιηθεί με τη χρήση ηλεκτρικών κινητήρων. Ωστόσο, πρόκειται γενικά μόνο για μικρά αεροσκάφη σε μικρές αποστάσεις. Η πρόκληση τώρα είναι να πετάξουν όλο και μεγαλύτερα αεροσκάφη σε μεγαλύτερες αποστάσεις.

Ο κινητήρας ενός αεροπλάνου απαιτεί κολοσσιαία ποσά ενέργειας και οι ηλεκτρικές μπαταρίες δεν επαρκούν. Ένα κιλό παραφίνης μεταφέρει 48 φορές περισσότερη ενέργεια από τις μπαταρίες. Ο παράγοντας αυτός μπορεί να μειωθεί με ορισμένες εξελίξεις, αλλά η μεταφορά μπαταριών καθιστά επίσης το αεροσκάφος βαρύτερο καθ’ όλη τη διάρκεια του ταξιδιού, απαιτώντας περισσότερη πρόωση. Αυτό δεν συμβαίνει με την παραφίνη, η οποία καταναλώνεται κατά τη διάρκεια της πτήσης.

Τέλος, η ηλεκτρική επανάσταση δεν αφορά μόνο την πρόωση- σημαίνει επίσης ότι οι τροχοί ενός αεροσκάφους μπορούν να εξοπλιστούν με ηλεκτρικούς κινητήρες, για παράδειγμα. Αυτή η πρακτική, γνωστή ως Electric Taxiing, μειώνει την κατανάλωση παραφίνης, τις εκπομπές και το κόστος που σχετίζεται με τις φάσεις τροχοδρόμησης του αεροσκάφους.

Το ηλεκτρικό αεροσκάφος του μέλλοντος

Πολλά πρωτότυπα βρίσκονται σε εξέλιξη, χρηματοδοτούμενα από μεγάλους αεροδιαστημικούς ομίλους και μικρότερες νεοσύστατες επιχειρήσεις. Μια από τις λύσεις για τη μεταφορά περισσότερων ηλεκτρικών μπαταριών και την επιμήκυνση της πτήσης είναι η δημιουργία αεροσκαφών με ελαφρύτερα υλικά. Μέχρι το 2050, τα αεροσκάφη θα είναι πολύ διαφορετικά από αυτά που έχουμε συνηθίσει να βλέπουμε σήμερα.

Ακολουθούν μερικά παραδείγματα:

• Η Easyjet συνεργάζεται με τον αμερικανικό κατασκευαστή Wright Electric για ένα 100% ηλεκτρικό αεροσκάφος για το 2030. Οι δοκιμές θα πραγματοποιηθούν το 2023, με πτήσεις που θα διαρκούν λιγότερο από μία ώρα και θα καλύπτουν αποστάσεις όπως Λονδίνο-Αμστερνταμ, Παρίσι-Γένοβα και Λυών-Μπορντό. Το Wright 1 έχει σχεδιαστεί για να μεταφέρει 186 επιβάτες.

• ΤοTranscend Air Vy 400, ένα υβριδικό αεροσκάφος μεταξύ αεροπλάνου και ελικοπτέρου, ικανό να φτάσει σε ταχύτητα πλεύσης 650 km/h, θα προσφέρει τις πρώτες εμπορικές πτήσεις του από το 2024 στις Ηνωμένες Πολιτείες.

• Σύμφωνα με τον Elon Musk,τα υπερηχητικά αεροσκάφη αποτελούν το μέλλον της αεροπορίας. Το υπερηχητικό αεροσκάφος Boom αναμένεται να απογειωθεί στους ουρανούς το 2020 και το X-59 της NASA το 2021. Ωστόσο, οι επιπτώσεις του στο περιβάλλον είναι τέτοιες που δεν είναι πιθανό να διαδοθούν προς το παρόν.

Βιομιμητισμός

Μια άλλη διαδικασία καινοτομίας είναι η βιομιμητική , μια τεχνική μηχανικής που επιδιώκει να αντλήσει έμπνευση από τη φύση για τη βελτίωση των σημερινών αεροσκαφών. Airbus, για παράδειγμα, σχεδίασε το περιφερειακό αεροσκάφος Bird of Prey χρησιμοποιώντας φτερά αετού και γερακιού, καθώς είναι ικανά να πετούν γρήγορα και για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Διαθέτει επίσης παραμορφώσιμα φτερά κατασκευασμένα από σύνθετα υλικά. Πιθανότατα δεν θα δει ποτέ το φως της ημέρας, αλλά έχει συμβάλει στην εμφάνιση νέων ιδεών και ενός νέου τρόπου σκέψης για την αεροπορία.

Airbus παρουσίασε ένα νέο φουτουριστικό αεροσκάφος το 2020, το Maverick, του οποίου η τριγωνική δομή θα μπορούσε να εξοικονομήσει έως και 20% καύσιμα σε σύγκριση με τα σημερινά αεροσκάφη ενός διαδρόμου.

Η NASA εργάζεται επίσης πάνω σε έναν νέο τύπο πτέρυγας που κατασκευάζεται από χιλιάδες αλληλοσυνδεόμενα μέρη, ώστε να μπορεί να αλλάζει σχήμα κατά την πτήση.

Η επιστροφή του αερόπλοιου

Το αερόπλοιο θα μπορούσε κάλλιστα να επιστρέψει. Αυτή η εφεύρεση που μετρά ενάμισι αιώνα ζωής είναι εναρμονισμένη με τις προκλήσεις του αιώνα μας. Εκσυγχρονισμένο, έχει μια σειρά από πλεονεκτήματα: είναι φιλικό προς το περιβάλλον (καταναλώνει δέκα φορές λιγότερα καύσιμα από ένα αεροπλάνο), μπορεί να έχει πρόσβαση σε απομονωμένες περιοχές χωρίς υποδομές και μπορεί να μεταφέρει φορτία πολλών εκατοντάδων τόνων. Η βρετανική εταιρεία Varialift επιδιώκει τον στόχο της δρομολόγησης ενός στόλου αερόπλοιων σχεδιασμένων για τη μεταφορά βαρέων εμπορευμάτων. Τρία μοντέλα βρίσκονται επί του παρόντος υπό κατασκευή σε μια τοποθεσία κοντά στο Châteaudun της Γαλλίας. Προωθούμενα με ήλιο, θα καταναλώνουν μόνο το 15% των καυσίμων που χρειάζεται ένα αεροσκάφος με το ίδιο φορτίο.

Η γαλλική εταιρεία Flying Whales σχεδιάζει επίσης να διαθέσει στην αγορά ένα γιγαντιαίο αερόπλοιο σε σχήμα φάλαινας από το 2023, σχεδιασμένο να καταναλώνει και να ρυπαίνει πενήντα φορές λιγότερο από ένα αεροπλάνο. Τα αερόπλοια θα χρησιμοποιηθούν αρχικά για τη μεταφορά ξυλείας από δυσπρόσιτες περιοχές.

Θα γίνουν οι αερομεταφορές πιο φιλικές προς το περιβάλλον

Ο διεθνής ανταγωνισμός επιταχύνει την ανάπτυξη πρωτοτύπων. Ωστόσο, η πιστοποίηση ενός νέου τύπου αεροσκάφους απαιτεί χρόνια και ορισμένοι κανονισμοί αποτελούν εμπόδιο.

Οι περισσότερες χώρες αναπτύσσουν τον εξηλεκτρισμό των αεροσκαφών τους, γεγονός που συμβάλλει στη μείωση των εκπομπών. Η Νορβηγία μάλιστα θέλει όλες οι εσωτερικές πτήσεις της να είναι 100% ηλεκτρικές μέχρι το 2040.

Ωστόσο, όπως επισημαίνει η Safran στο press kit του 2019, η αεροπορία δεν θα είναι ποτέ 100% ηλεκτρική, ειδικά όταν πρόκειται για αεροσκάφη μεγάλων αποστάσεων. Ενώ πολλές περιφερειακές πτήσεις είναι δυνατές σήμερα, θα χρειαστεί μια πραγματική τεχνολογική επανάσταση για να μπορέσουν οι μπαταρίες να παρέχουν την ενέργεια που χρειάζονται τα αεροσκάφη. Η έκθεση εξηγεί επίσης ότι είναι οι πτήσεις άνω των 1.000 χιλιομέτρων από αεροσκάφη που δυστυχώς ευθύνονται για πάνω από το 80% των εκπομπών CO2. Επιπλέον, πρέπει να βρεθεί τρόπος ανακύκλωσης των μπαταριών. Ωστόσο, υπάρχουν και άλλες λύσεις για τη συμπλήρωση της ηλεκτρικής ενέργειας.

Ποιες είναι οι οικολογικές λύσεις;

• Η ηλιακή ενέργεια θα μπορούσε να αντικαταστήσει τις μπαταρίες για την τροφοδοσία του ηλεκτροκινητήρα. Το μονοθέσιο Solar Impulse 2 διένυσε 42.000 χιλιόμετρα με τη βοήθεια 22.000 φωτοβολταϊκών στοιχείων. Το SolarStratos είναι ο διάδοχός του- αυτό το ελβετικό διθέσιο βρίσκεται επί του παρόντος υπό ανάπτυξη.

• Ένα “πιο πράσινο” αεροσκάφος θα απαιτήσει ένα συνδυασμό παραγόντων: πιο αποδοτικούς κινητήρες εσωτερικής καύσης, εναλλακτικά καύσιμα που συνδυάζουν βιοκαύσιμα και συνθετικά καύσιμα, και ούτω καθεξής. Τα βιοκαύσιμα χρησιμοποιούνται ήδη σε ορισμένες πτήσεις μικρών αποστάσεων, αλλά ταυτόχρονα η χρήση τους αυξάνει την αποψίλωση των δασών.

• Στη Γαλλία, η προληπτική συντήρηση συμβάλλει στην εξοικονόμηση καυσίμων. Η Air France χρησιμοποιεί το λογισμικό Prognos για την παρακολούθηση της συντήρησης των αεροσκαφών της. Εν τω μεταξύ, η εταιρεία καθαρής τεχνολογίας OpenAirlines με έδρα την Τουλούζη προσφέρει στις αεροπορικές εταιρείες καινοτόμες λύσεις διαχείρισης καυσίμων. Το λογισμικό της SkyBreathe τους επιτρέπει να εξοικονομούν έως και 5% παραφίνη ανά πτήση.

• Μια άλλη ενδιαφέρουσα προσέγγιση είναι η επιμήκυνση των πτερύγων των αεροσκαφών, η οποία μειώνει την αντίσταση και συνεπώς την κατανάλωση καυσίμων. Το 777X από το Boeing έχει κατασκευαστεί με μακρύτερες πτέρυγες και αναδιπλούμενα ακροπτερύγια, ώστε αυτό να μην αποτελεί πρόβλημα.

• Από την άλλη πλευρά,τα αεροσκάφη που κινούνται με υδρογόνο είναι ένα φιλόδοξο σχέδιο, το οποίο όμως δεν θα γίνει πραγματικότητα για πολλά χρόνια ακόμη. Κανένας κατασκευαστής δεν έχει ασχοληθεί πραγματικά με το θέμα, επειδή ένα αεροσκάφος που θα κινείται με υδρογόνο θα απαιτούσε δεξαμενές πουatrε φορές μεγαλύτερες από εκείνες των αεροσκαφών που κινούνται με κηροζίνη, και πολύ μεγάλη ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας. Ολόκληρη η αρχιτεκτονική του αεροσκάφους θα πρέπει να επανεξεταστεί για να μπορέσει να μεταφέρει επιβάτες.

Συμπερασματικά, η αεροπορία του μέλλοντος είναι πολύπλευρη και συνδυάζει διάφορες τεχνολογίες. Ενώ τα ηλεκτρικά αεροσκάφη και τα ιδιωτικά τζετ αλλάζουν και αναπτύσσονται ραγδαία, τα φιλικά προς το περιβάλλον αεροσκάφη είναι πιο δύσκολο να σχεδιαστούν.

AEROAFFAIRES ελπίζουμε ότι πολύ σύντομα θα είμαστε σε θέση να σας προσφέρουμε ενοικίαση της επόμενης γενιάς ηλεκτρικών αεροσκαφών. Εν τω μεταξύ, η πρωτοβουλία μας SkyCo2σας επιτρέπει να αντισταθμίσετε το 100% των εκπομπών CO2 που παράγονται από τις πτήσεις σας, υποστηρίζοντας ένα έργο αναδάσωσης.

Οι ειδικοί μας στις αερομεταφορές είναι στη διάθεσή σας στο +33 (0) 1 44 09 91 82 24 ώρες το 24ωρο, 7 ημέρες την εβδομάδα, για να σας βοηθήσουν να βρείτε την ιδιωτική πτήση που ταιριάζει καλύτερα στις ανάγκες σας.