Elektriskās lidmašīnas drīzumā?

Solar Impulse 2 2014. gada 9. aprīlī, tāpat kā Onera 7. aprīlī, atklāja plānus par 100 % elektrisku lidmašīnu, kas nebija iedomājama vairākus gadu desmitus…

Lidmašīnai, kas rīt pirmo reizi tiks prezentēta Šveices gaisa bāzē, ir maz kopīga ar mums zināmajām. Lai gan Solar Impulse 2 spārnu platums ir tuvu Airbus A380 spārnu platumam (72 metri), tā svars (2,4 tonnas) ir tikai nedaudz lielāks par 4×4 lidmašīnas svaru. Turklāt tajā vienlaikus lidos tikai viens cilvēks, lai īstenotu patiesi neparastu izaicinājumu – pirmo lidojumu apkārt pasaulei ar starpnosēšanos, ko veiks pilnībā elektrisks lidaparāts, ko darbina saules enerģija.

Solar Impulse sākotnējais prototips 2010. gadā jau bija lidojis 26 stundas bez pārtraukuma. Jaunā versija, ko izstrādājuši Bertrans Pikārs un Andrē Boršbergs, šī trakā projekta virzītāji, atkarībā no laikapstākļiem spēs noturēties gaisā piecas līdz sešas dienas. Lielāks, Solar Impulse 2 ir arī spēcīgāks – tā priekšgājējs nespēja lidot cauri mākoņiem, jo tā elektriskās ķēdes nebija pietiekami ūdensnecaurlaidīgas, lai ierobežotu tā svaru – un ērtāks, lai gan uzlabojums ir relatīvs: kabīnē nav spiediena, un tajā vienlaikus var iekāpt tikai viens pilots.

Pateicoties vairākiem rūpnieciskajiem partneriem (Solvay, Altran, SunPower, Bayer u. c.) un zinātniekiem (EPFL), lidmašīna izmanto jaunākās inovācijas materiālu, bateriju un saules bateriju efektivitātes jomā. Taču tā īpaši vieglā oglekļa šķiedras konstrukcija vairāk atgādina brāļus Raitus vai Santos-Dumont, nevis mūsdienu lidmašīnas. solar Impulse ir simbols visam, ko var paveikt ar modernajām tehnoloģijām, ja tās tiek virzītas līdz galējai robežai,” saka Bertāns Pikārs. Tas ir arī veids, kā parādīt, ka mēs varam atrisināt mūsu enerģētikas problēmas, vismaz daļēji izmantojot tehnoloģisko progresu

Mūsdienās ražotāji pirmām kārtām liek likmes uz “vairāk” elektriskajiem lidaparātiem, kas spēj, piemēram, manevrēt uz zemes, neizmantojot dzinējus. Bet kā ir ar īstiem elektriski darbināmiem lidaparātiem? Vai tā ir inženieru fantāzija, tehnoloģisks demonstrators vai reāla nākotnes koncepcija? Vakar vakarā Aeronautikas un kosmosa pētniecības centra pētnieku grupa ar CEA Tech palīdzību iesniedza savu atbildi aptuveni simts izraudzītiem rūpniekiem Francijas Aéro-Club de France. Viņu prognožu pasākuma rezultāts ir reāls lidaparāts, lai gan pagaidām vēl tikai uz papīra, bet tāds, kas kādu dienu varētu lidot.

“Mūsu secinājums ir tāds, ka ar elektrību darbināmi lidaparāti ir tehniski iespējami un teorētiski iespējami komerciāliem pārvadājumiem divu līdzatrdesmitgažu laikā atkarībā no paredzētajiem uzdevumiem,” rezumē Antuāns Gijons, Onera Aerokosmiskās prognozes departamenta direktors. “Tas ir svarīgs mērķis, jo, lai gan aeronautikas ietekme uz vidi ir diezgan maza, salīdzinot ar automobiļu ietekmi uz vidi, tai ir būtiska ietekme uz cilvēkiem, jo īpaši trokšņa dēļ,” atzīst Pjērs Duvals (Pierre Duval), vakara organizators Aéro-club de France un Starptautiskās Aeronautikas federācijas (Fédération aéronautique internationale) Vides komisijas priekšsēdētājs.

Ja termiņš šķiet tik tālu, tas ir tāpēc, ka problēma ir sarežģīta. Aeronautika joprojām ir atkarīga no parafīna, jo nafta ir koncentrēts enerģijas veids, elastīgs un viegli izmantojams. “Saskaņā ar mūsu pašreizējām zināšanām elektriskā piedziņa vēl vairākus gadu desmitus nespēs sasniegt tikpat augstu veiktspēju kā pašreizējā piedziņa. Mums ir jāizstrādā revolucionāras koncepcijas un tehnoloģijas,” skaidro Antuāns Gijons. Nav jēgas mēģināt “elektrificēt” esošo lidaparātu: mums ir jāsāk no nulles.

PROPELLERI UZ SPĀRNA

To piesardzīgi ir darījuši Onera pētnieki. Lai gan viņi sapņo par lidmašīnu, kas spēj pārvadāt 100 pasažierus tūkstošiem kilometru attālumā, viņi ir bijuši pieticīgāki, risinot personīgo biznesa lidmašīnu, kas spēj pārvadātatre cilvēkus 600 kilometru attālumā mazāk nekā divās stundās. Tā vispārējais izskats šķiet pazīstams, bet patiesībā viss mainās: forma, dzinējspēks, enerģija, aerodinamika… Elektrība ir izrāviens. Pirmkārt, atšķirībā no mūsdienu dzinējiem, kuru efektivitāte uzlabojas līdz ar izmēru, to elektriskie brālēni var būt mazi, bet efektīvi. Nav vairs milzīgo, neglītojošo motoru, kas pasliktina aerodinamiku. Nelieli, plūstoši propelleri ir novietoti spārna aizmugurē. Līdzīgi kā ventilators, katrs propellers uzsūc gaisu un izspiež to atpakaļ, lai radītu vilci.

Atliek tikai barošanas avots. Nav iespējams iedvesmoties no Solar Impulse un tā fotoelementu paneļiem, kuru jauda joprojām ir pārāk maza, lai lidaparāts pārvadātu vairākus pasažierus. Onera projektā elektroenerģiju piegādātu baterijas, bet galvenokārt to ražotu lidmašīnā, izmantojot kurināmā elementu. Problēma ir tā, ka būs nepieciešams uzglabāt vairākus kilogramus ūdeņraža augstā spiedienā vai šķidrā veidā, kam nepieciešama ļoti zema temperatūra. Tāpēc Antuāns Gijons uzskata, ka ir iedomājams hibrīddzinēja starpposms, kurā elektroenerģiju ražotu no iekšdedzes dzinēju enerģijas: “Piemēram, turbomotors darbinātu elektromotoru. Taču gaisa kuģa koncepcija, kas maksimāli izmantotu iekšdedzes un elektriskās enerģijas kombināciju, vēl ir jādefinē

Pētnieki ir identificējuši citus šķēršļus, kas jāpārvar, jo īpaši lidaparātā iebūvētās elektronikas pretestību elektromagnētiskajiem laukiem, ko radīs pats lidaparāts. Lidmašīnai būs nepieciešamas arī modernas navigācijas sistēmas. “Personīgais lidaparāts paredz, ka to var pietiekami automatizēt, lai tas būtu sasniedzams jebkuram pilotam, un tādējādi to var viegli integrēt gaisa satiksmē, izmantojot navigācijas palīglīdzekli,” skaidro Onera vispārējās aviācijas, bezpilota lidaparātu un automatizēto sistēmu projekta vadītājs Klods Le Talleks. Visi šie ierobežojumi prasa daudznozaru pieeju. “Tās ir pieejas, kas jau tiek piemērotas jebkura lidaparāta projektēšanā, bet kas būs vēl nepieciešamākas koncepciju un revolucionāru tehnoloģiju uzkrāšanās dēļ,” saka Antuāns Gijons, kurš uzsver, ka jau tagad ir jāpieliek pūles, lai iztēlotos nākotnes risinājumus. “Rītdienas rūpniecība būs kaila, ja tā nesāks domāt par nākotnes lidmašīnām jau tagad. Mums ir jādomā par izrāviena risinājumiem, citādi citas valstis vai kontinenti to darīs mūsu vietā

Avots: Benoit Georges Žurnālists Les Echos