Drumul până la avioane electrice folosite pentru zboruri comerciale este încă foarte lung. Una dintre probleme este că electrificarea avioanelor nu este la fel de ușoară ca în cazul vehiculelor rutiere electrice. Consensul în industrie pare să fie că tehnologia bateriilor trebuie să evolueze înainte ca aeronavele de pasageri electrice să devină o realitate.
Apariția de avioane complet electrice
Startup-ul olandez Elysian sfidează această presupunere cu planurile sale pentru o aeronavă regională complet electrică. Aceasta ar avea o autonomie de 805 kilometri și spațiu pentru 90 de pasageri. Aeronava va fi capabilă să reducă emisiile cu 90% și își propune să zboare comercial peste un deceniu.
„Mulți experți spun că ai nevoie de o tehnologie a bateriilor care să depășească [tot ce va fi disponibil până în] 2050. Scopul este de a obține o autonomie rezonabilă și o capacitate de încărcare utilă. Dar întrebarea pe care ne-am pus-o a fost: Cum obținem o autonomie maximă pentru tehnologia bateriilor pe care o avem deja?", spune Reynard de Vries. Acesta este director de proiectare și inginerie la Elysian. Se poate zbura mult mai departe cu aeronavele electrice alimentate cu baterii decât susțin majoritatea studiilor, dacă se fac alegerile corecte.
Un design neconvențional
Avionul, denumit E9X, există deocamdată doar pe hârtie. Elysian intenționează să construiască un model la scară redusă în doi-trei ani, iar un prototip la scară reală până în 2030. Cu toate acestea, principalele caracteristici ale designului său sunt deja cunoscute și sunt oarecum surprinzătoare. „Nu ar trebui să presupuneți că un avion electric va arăta ca avioanele (cele mai de succes) de astăzi", spune de Vries. O concepție greșită comună este faptul că avioanele electrice ar trebui să fie versiuni electrificate ale celor mai ușoare turbopropulsoare regionale.
Aceasta, spune el, ar face ca autonomia să fie prea limitată, probabil sub 60 de mile. „Ceea ce trebuie să faceți cu adevărat este să îl proiectați de la zero, începând cu o foaie albă. Ceea ce veți obține este un avion care seamănă mult mai mult cu vechile avioane cu reacție din anii 1960. Un avion ce are o proporție foarte mare debaterii și o proporție mult mai mică de greutate structurală. Rezultatul este un avion care este mult mai mare și mai greu, dar care poate zbura mult mai departe decât credeau oamenii până acum" a spus expertul.
Aviația cu baterii electrice
Avion 100% electric. Sursă foto: Elysian Aircraft
E9X va avea opt motoare cu elice și o anvergură a aripilor de aproape 42 de metri. Aceasta este mai mare decât un Boeing 737 sau un Airbus A320, deși ambele pot transporta de două ori mai mulți pasageri.
Acest proiect este rezultatul unei colaborări cu Universitatea de Tehnologie Delft. Aceasta este cea mai veche și cea mai mare universitate tehnică din Țările de Jos. Principiile proiectului sunt explicate într-o lucrare științifică intitulată „O nouă perspectivă asupra aviației cu baterii electrice", care îi are printre autori pe de Vries și Rob Wolleswinkel, cofondatorul Elysian.
Un principiu cheie este că bateriile vor fi amplasate în aripi. „Aceasta este o alegere critică de proiectare", spune de Vries. „Bateriile reprezintă o parte semnificativă din greutatea avionului. Ceea ce vrei să faci cu greutatea este să o plasezi acolo unde este necesar” a spus expertul.
Potrivit lui de Vries, tehnologia bateriilor va fi similară cu cea disponibilă în prezent. De asemenea, se vor adăuga progresele ce vor fi făcute în următorii patru sau cinci ani, mai degrabă decât un pas radical înainte. „Asta deschide scenarii diferite. Cel mai conservator plan plasează autonomia utilă la 300 de mile, dar noi credem că o țintă mai realistă, peste patru ani, este de 500 de mile", a explicat inginerul.
Gata în 45 de minute
Printre celelalte elemente de design cunoscute se numără amplasarea trenului de aterizare în aripi mai degrabă decât în corpul avionului. Vârfurile aripilor se pot plia pentru a economisi spațiu și un „sistem de energie de rezervă" pe bază de turbină cu gaz care poate furniza energie de urgență în cazul unei devieri. În ansamblu, Vries se așteaptă ca impactul aeronavei asupra climei să fie cu 75-90 % mai mic decât cel al avioanelor cu reacție. Chiar și atunci când se iau în considerare producția bateriilor și energia electrică utilizată pentru reîncărcarea acestora.
E9X va fi proiectat pentru a se integra în infrastructura aeroportuară actuală, fără a fi nevoie de nicio ajustare sau modernizare. Cu toate acestea, timpul de rotație ar putea reprezenta o provocare din cauza necesității de a încărca bateriile. Acestea necesită mai mult timp decât umplerea rezervorului cu combustibil. „Obiectivul nostru în acest moment este un timp maxim de încărcare de 45 de minute. Ceea ce ar implica un timp de întoarcere puțin mai lung decât cel cu care sunt obișnuite unele companii aeriene, în special operatorii low-cost. Dar aceasta este limita superioară - timpul mediu va fi de aproximativ o jumătate de oră" a spus expertul.
Acesta adaugă că există discuții în curs de desfășurare cu companii aeriene din întreaga lume. Avionul va atrage probabil interesul companiilor aeriene regionale și de navetiști. Potrivit lui de Vries, avionul ar putea fi util și pentru aerodromurile secundare care nu sunt deservite în prezent din cauza zgomotului sau a limitărilor de emisii.
În cele din urmă, din perspectiva pasagerilor, el crede că E9X va oferi o experiență de zbor mai silențioasă și mai plăcută. Aeronava își propune să rezolve una dintre cele mai presante probleme ale călătoriilor de astăzi: lipsa spațiului pentru bagaje în cabină.
Era electrică la avioane
Gökçin Çınar este profesor de inginerie aerospațială la Universitatea din Michigan. Acesta colaborează cu Vries la o viitoare lucrare de cercetare privind proiectarea aeronavelor electrificate. Acesta nu are niciun interes financiar în Elysian. Expertul observă că societatea nu introduce tehnologii revoluționare în sine, ci mai degrabă le reconfigurează pe cele existente pentru a redefini paradigma operațională a aeronavelor.
„Cercetările mele din ultimul deceniu au pledat pentru proiectarea avioanelor electrice având în vedere schimbările operaționale. Ar fi imprudent să se utilizeze o tehnologie nouă după convenții învechite. Deși ar putea exista unele inconveniente, avantajele potențiale sunt semnificative. Abordarea Elysian este promițătoare, dar este doar una dintre numeroasele aplicații potențiale ale electrificării în aviație, fiecare cu strategii operaționale și integrări tehnologice unice", spune Çınar.
Teste și proiecte noi de avioane
Alte companii lucrează la aeronave electrice care ar intra în serviciu mai devreme decât E9X, conform planurilor lor. Una dintre acestea este compania britanico-americană ZeroAvia. Aceasta a testat cu succes un avion cu 19 locuri propulsat de două motoare electrice pe bază de hidrogen. Compania intenționează să îl introducă în serviciu la sfârșitul anului 2025.
Eviation, fondată în Israel, a testat în zbor avionul său, numit Alice. Acesta este un avion de naveta complet electric cu nouă pasageri. Are o autonomie de 250 de mile marine. Compania intenționează să îl pună în funcțiune în 2027.
În cele din urmă, producătorul suedez Heart Aerospace lucrează la un avion pentru 30 de pasageri numit ES-30. Acesta ar avea o autonomie de doar 100 de mile marine în configurație exclusiv electrică, dar de peste 400 atunci când utilizează o combinație de motoare electrice și turbopropulsoare tradiționale. Până în prezent, a testat doar un model la scară redusă, dar intenționează să intre în serviciul comercial în 2028.
O provocare dificilă
Potrivit lui Gary Crichlow, analist în domeniul aviației la firma de consultanță AviationValues, Elysian se confruntă cu o provocare dificilă. „Există peste 5.000 de aeronave în serviciu în prezent în categoria de mărime a E9X de 70 până la 100 de locuri. Datele noastre arată că aceste aeronave pot rămâne în serviciu timp de decenii. Ca urmare, este foarte dificil să supraestimăm avantajul de piață pe care producătorii consacrați îl au în acest segment de piață" spune expertul.
Orice tehnologie nouă, explică Crichlow, va trebui să prezinte argumente convingătoare față de o flotă convențională instalată și dovedită. Dincolo de tehnologia în sine, provocarea legată de infrastructură va fi enormă. Scopul este de a asigura o aprovizionare constantă cu aeronave și piese la scară largă. De asemenea, va fi nevoie și de o rețea fiabilă de instalații de încărcare.
Dacă Elysian poate depăși provocările tehnologice și de infrastructură, adaugă el, se va confrunta apoi cu provocarea comercială de a intra pe o piață extrem de competitivă. „Un perturbator precum Elysian ar fi binevenit, dar este un munte extrem de greu de escaladat pentru a produce și susține un produs care va fi viabil din punct de vedere comercial pe termen lung", spune Crichlow, conform Yahoo Tech .