Elektrilised lennukid peagi tulemas?

Solar Impulse 2 avalikustas 9. aprillil 2014, nagu ka Onera 7. aprillil, plaanid 100% elektrilise õhusõiduki jaoks, mis ei ole mõeldav mitu aastakümmet…

Lennukil, mida homme esmakordselt Šveitsi lennubaasis esitletakse, on vähe ühist meie teadaolevate lennukitega. Kuigi Solar Impulse 2 tiivaulatus on peaaegu sama suur kui Airbus A380 (72 meetrit), on selle kaal (2,4 tonni) vaevalt suurem kui 4×4-il. Lisaks sellele kannab see ainult ühte inimest korraga, mis on tõeliselt erakordne väljakutse: esimene ümbermaailmareis – koos vahemaandumistega – täielikult elektrilise õhusõiduki poolt, mis kasutab päikeseenergiat.

Solar Impulse’i esialgne prototüüp lendas 2010. aastal juba 26 tundi järjest. Selle hullumeelse projekti eestvedajate Bertrand Piccardi ja André Borschbergi projekteeritud uus versioon suudab sõltuvalt ilmastikutingimustest püsida õhus viis kuni kuus päeva. Suurem, Solar Impulse 2 on ka tugevam – selle eelkäija ei suutnud lennata läbi pilvede, sest selle elektrilised vooluringid ei olnud piisavalt veekindlad, et piirata selle kaalu – ja mugavam, isegi kui paranemine on suhteline: kabiin ei ole rõhu all ja pardale saab korraga minna ainult üks piloot.

Tänu mitmetele tööstuspartneritele (Solvay, Altran, SunPower, Bayer jne) ja teadlastele (EPFL) saab lennuk kasu viimastest uuendustest materjalide, akude ja päikesepatareide tõhususe valdkonnas. Kuid selle ülikerge süsinikkiust struktuur meenutab pigem vendade Wrighti või Santos-Dumont’i kui kaasaegset lennukit. solar Impulse sümboliseerib kõike seda, mida on võimalik teha kaasaegse tehnoloogiaga, kui viia see piirini,” ütleb Bertand Piccard. See on ka viis näidata, et me saame oma energiaprobleemid lahendada vähemalt osaliselt tehnoloogilise arengu abil

Tänapäeval panustavad tootjad eelkõige “rohkem” elektrilisele lennukile, mis suudab näiteks ilma mootoriteta maapeal ruleerida. Aga kuidas on lood tõelise elektrilise jõuallikaga õhusõiduki puhul? Kas see on inseneride fantaasia, tehnoloogiline demonstraator või reaalne tulevikukontseptsioon? Eile õhtul esitles lennundus- ja kosmoseuuringute keskuse teadlaste meeskond CEA Techi abiga oma vastust umbes sajale käsitsi valitud töösturile Aéro-Club de France’is. Nende ettenägemisharjutuse tulemus on reaalne lennuk, kuigi veel paberil, kuid see võib ühel päeval lennata.

“Meie järeldus on, et elektrilise jõuallikaga õhusõidukid on tehniliselt teostatavad ja teoreetiliselt võimalikud kaubanduslikuks transpordiks järgmise kahe kuni nelja aastakümne jooksul, sõltuvalt kavandatud ülesannetest,” võtab Onera lennundusosakonna direktor Antoine Guigon kokku. “See on oluline eesmärk, sest kuigi lennunduse ökoloogiline jalajälg on autodega võrreldes üsna väike, mõjutab see inimesi märkimisväärselt, eriti müra tõttu,” tunnistab Pierre Duval, Aéro-club de France’i õhtu korraldaja ja Fédération aéronautique internationale’i keskkonnakomisjoni esimees.

Kui tähtaeg tundub nii kaugel olevat, siis on see sellepärast, et probleem on keeruline. Lennundus sõltub endiselt parafiinist, sest nafta on kontsentreeritud energialiik, mis on paindlik ja kergesti kasutatav. “Meie praeguste teadmiste kohaselt ei suuda elektriline tõukejõud veel aastakümnete jooksul saavutada sama suurt jõudlust kui praegune tõukejõud. Me peame välja töötama läbimurdelisi kontseptsioone ja tehnoloogiaid,” selgitab Antoine Guigon. Ei ole mõtet proovida olemasolevat lennukit “elektrifitseerida”: me peame alustama nullist.

PROPELLERID TIIVA PEAL

Seda on Onera teadlased ettevaatlikult teinud. Kuigi nad unistavad lennukist, mis suudab 100 reisijat tuhandete kilomeetrite taha transportida, on nad olnud tagasihoidlikumad, kui nad on tegelenud isikliku ärilennuki loomisega, mis suudab nelja inimest vähem kui kahe tunniga 600 kilomeetri kaugusele transportida. Selle üldine välimus tundub tuttav, kuid tegelikult muutub kõik: kuju, käitur, energia, aerodünaamika… Elekter on läbimurre. Esiteks, erinevalt tänastest mootoritest, mille tõhusus suureneb suuruse kasvades, võivad nende elektrilised sugulased olla väikesed, kuid tõhusad. Kadunud on suured, kobedad mootorid, mis kahjustavad aerodünaamikat. Väikesed, voolujoonelised propellerid on joondatud tiiva tagaküljele. Nagu ventilaator, imeb iga propeller õhku ja paiskab seda tahapoole, et tekitada tõukejõudu.

Jääb vaid jõuallikas. Ei ole võimalik saada inspiratsiooni Solar Impulse’ist ja selle fotogalvaanilistest paneelidest, mille võimsus on siiski liiga väike mitut reisijat vedava õhusõiduki jaoks. Onera projektis varustataks elektrienergiaga patareidest, kuid eelkõige toodetakse seda pardal kütuseelemendi abil. Probleemiks on see, et on vaja ladustada mitu kilogrammi vesinikku kõrgel rõhul või vedelal kujul, mis nõuab väga madalat temperatuuri. Nii et Antoine Guigon usub, et mõeldav on hübriidajamite vahepealne etapp, kus elektrit toodetakse sisepõlemismootorite energiast: “Näiteks turbomootor ajab elektrimootorit. Kuid õhusõiduki kontseptsioon, mis kasutaks kõige paremini ära sisepõlemis- ja elektrienergia kombinatsiooni, on veel määratlemata

Teadlased on tuvastanud muid takistusi, mida tuleb ületada, eelkõige pardaelektroonika vastupidavus elektromagnetilistele väljadele, mida õhusõiduk ise hakkab tekitama. Lennuk vajab ka moodsaid navigatsioonisüsteeme. “Isiklik õhusõiduk eeldab, et seda saab piisavalt automatiseerida, et see oleks iga piloodi käeulatuses, ja et seda saab seega hõlpsasti integreerida lennuliikluse navigatsioonivahendi abil,” selgitab Claude Le Tallec, Onera üldlennunduse, UAV-de ja automatiseeritud süsteemide projekti juht. Kõik need piirangud nõuavad multidistsiplinaarset lähenemist. “Need on lähenemisviisid, mis kehtivad juba praegu mis tahes õhusõiduki projekteerimisel, kuid mis on veelgi vajalikumad kontseptsioonide ja murranguliste tehnoloogiate kuhjumise tõttu,” ütleb Antoine Guigon, kes rõhutab, et tuleviku lahenduste kavandamiseks tuleb teha jõupingutusi juba praegu. “Homne tööstus jääb paljaks, kui ta ei hakka juba praegu mõtlema tuleviku õhusõidukite peale. Me peame mõtlema läbimurdelistele lahendustele, muidu teevad seda meie eest teised riigid või kontinendid

Allikas : Benoit Georges Ajakirjanik Les Echos