Взлёт электросамолёта

Ключевые моменты, которые нужно знать:

• Авиационная отрасль быстро переходит на электрические и гибридные самолеты, чтобы обеспечить более чистые и экологичные варианты полетов;
• Экологически чистое авиационное топливо (SAF), получаемое из отходов, разрабатывается для сокращения выбросов углекислого газа более чем на 90%, при этом лидируют такие партнерства, как Boeing и Clear Sky;
• Водородное топливо рассматривается как потенциальный фактор, меняющий правила игры, но проблемы с хранением и инфраструктурой заправки остаются значительными препятствиями на пути его широкого внедрения;
• Инженеры решают проблемы мощных электрических систем на больших высотах, что имеет важное значение для будущего как электрических, так и водородных самолетов.

Авиационная отрасль, несомненно, изменила наш образ жизни и работы, обеспечив доступные путешествия в любую точку планеты. Тем не менее, такой массовый доступ к авиаперелетам обходится дорого, как с точки зрения окружающей среды, так и цены билетов. Сжигание ископаемого топлива приводит к большим выбросам CO₂, способствуя изменению климата, стоимость топлива в последние годы растет в геометрической прогрессии, что делает авиаперелеты более дорогими.

Электрические самолеты, или электромобили, могут стать решением этой дилеммы, поскольку они не выбрасывают загрязняющих веществ или парниковых газов, а их более низкие эксплуатационные расходы могут помочь снизить стоимость путешествий. Но, несмотря на все свои преимущества, электротранспорт сталкивается с многочисленными проблемами, которые препятствуют его широкому внедрению.

Плотность энергии: основное препятствие для внедрения электрических самолетов

Безусловно, первым серьезным препятствием является низкая плотность энергии по сравнению с ископаемым топливом. Литиевые батареи, основной источник энергии, далеко не так энергоемки, как реактивное топливо, а это означает, что для обеспечения электротранспорту приличного запаса хода требуются массивные батареи. Такой большой размер батареи неизбежно увеличивает вес судна, снижая его эффективность и тем самым ограничивая его способность перевозить пассажиров и грузы.

Большая масса электротранспорта также делает его неэффективным для транспортировки грузов. Грузовые самолеты являются важнейшим компонентом цепочки поставок, а их способность перевозить большие объемы товаров на огромные расстояния делает их незаменимыми для мировой торговли. Тем не менее, электросамолеты не смогут обеспечить такой же уровень обслуживания из-за их проблем с плотностью энергии и большого веса, а это означает, что они будут жизнеспособны только в качестве небольших пассажирских самолетов.

Высокая стоимость аккумуляторов также представляет собой серьезную проблему для крупномасштабных внедрений. В то время как небольшие пассажирские самолеты могут позволить себе роскошь заряда аккумулятора, грузовые самолеты просто не могут позволить себе большие размеры аккумуляторов, необходимые для обеспечения им приличного запаса хода.

В целом, очевидно, что проблемы, с которыми сталкиваются электросамолеты, препятствуют их использованию в крупных масштабах, но развитие технологий может сделать их нормой в пассажирских транспортных применениях. Если плотность энергии батарей удастся увеличить, сделав их более легкими и эффективными, самолеты можно будет использовать и для грузов, обеспечивая более безопасное, дешевое и экологичное будущее для авиационной отрасли.

Инженерные задачи в области мощных электрических систем для авиации

Инженеры также сталкиваются со значительными проблемами при работе с мощными электрическими системами на больших высотах, и потребность в высоких напряжениях для эффективного питания двигателей является ключевым фактором для будущих конструкций самолетов. Например, Ноттингемский университет работает над решением этих проблем, разрабатывая модульный привод для 12-фазных двигателей в прототипе водородного силового агрегата. Интеграция электрических силовых установок в авиационную отрасль сопряжена как с возможностями, так и с проблемами. Разработка гибридных моделей и достижения в области аккумуляторных технологий сигнализируют о переходе к более экологичному будущему для авиации. Путь к более чистым и экологичным вариантам полетов сложен, и игроки отрасли изучают различные решения для снижения углеродного следа и улучшения окружающей среды.

Будущее авиации: водородные и электрические двигатели

Инженеры с нетерпением ждут развития аккумуляторных технологий, поскольку это позволит проектировать более чистые и экологичные самолеты. Развитие водородной инфраструктуры также имеет ключевое значение, поскольку это позволит широко использовать самолеты с водородным двигателем, предлагая чистую и эффективную альтернативу традиционным ископаемым видам топлива. Интеграция возобновляемых источников энергии для производства водорода и зарядки аккумуляторов является важным шагом на пути к сокращению углеродного следа электрической авиации, и инженеры изучают инновационные способы использования возобновляемых источников энергии. Важнейшую роль будут играть стандарты регулирования и безопасности, так как разработка и гармонизация международных стандартов обеспечит безопасную и эффективную эксплуатацию электрической авиации.

Источник: https://www.electropages.com/blog/2024/09/electric-flight-steps-on-the-gas