نمایش قدرت هواپیماهای الکتریکی
به گزارش ستاد توسعه فناوری های حوزه فضایی، حمل و نقل پیشرفته معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری به نقل از پژوهشکده اویونیک دانشگاه اصفهان این نمایشگاه با حضور گسترده طرح ها و نمونه های اجرا شده از هواپیماهای آینده برگزار شد .در نمایشگاه امسال می‌شد تعداد زیادی از هواپیماهای هیبریدی و الکتریکی را مشاهده کرد که توسط شرکت‌های مختلف ساخته شده بودند. همگام با شرکت‌های بزرگ و غول‌های صنعت، تعداد زیادی از شرکت‌های کوچک و استارت‌آپ‌ها به ارائه فناوری‌ها و راهکارهای جدید برای دستیابی به طراحی‌هایی کارآمدتر و بهتر در این نوع هواپیماها هستند.
تمرکز زیاد روی هواپیماهای الکتریکی نشان‌دهنده عجله صنعت برای توسعه تاکسی‌های هوایی در سطح شهرها برای طرح‌های کوتاه مدت و هواپیماهای مسافری الکتریکی برای برنامه‌های بلندمدت است.
بر اساس گفته‌های یکی از کارشناسان صنعت هوایی، تعداد هواپیماهای الکتریکی در حال توسعه نسبت به سال گذشته با 50 درصد افزایش به حدود 170 مورد افزایش یافته است و پیش‌بینی می‌شود تا پایان سال 2019 این عدد به 200 برسد. از دلایل اصلی برای این رشد سریع می‌توان به مسئله زیست محیطی (صنعت هوایی 3 درصد از کل دی‌اکسید کربن جهان را تولید می‌کند)، هزینه‌های زیاد سوخت (سالانه 180 میلیارد دلار صرف خرید سوخت برای جت‌های مسافری می‌شود) و همچنین مسئله ترافیک و افزایش سرعت انتقال در مسافرت‌های درون شهری اشاره کرد.
در بخش هواپیماهای الکتریکی بیشترین توجه به هواپیمای آلیس ساخت شرکت Eviation Aircraft معطوف بود. این هواپیمای مسافری 9 نفره می‌تواند به یک بار شارژ شدن بیش از 1000 کیلومتر را با حداکثر سرعت 482 کیلومتر در ساعت پرواز کند. آلیس در حال حاضر یکی از بزرگترین هواپیماهای تمام الکتریکی جهان محسوب می‌شود. شرکت Eviation مدعی شده است خطوط هوایی می‌توانند از طریق این هواپیما تا 70 درصد در هزینه‌های خود صرفه جویی کنند. آلیس دارای 3 موتور الکتریکی با توان 260 کیلووات است که دو مورد از آن‌ها در انتهای بال‌ها و دیگری در روی دم هواپیما نصب شده‌اند. این موتورها می‌توانند هواپیما را در ارتفاع مفید 10000 پا از سطح دریا قرار دهند. این هواپیما قرار است در دو مدل روانه بازار شود. مدل اول با هدف تاکسی هوایی طراحی شده و از باتری‌های لیتیوم-یون بهره می‌برد.
مدل دوم برای پرواز در مسافت‌های بیشتر در نظر گرفته شده است و به همین دلیل نیاز به توان بیشتری دارد. در این هواپیما از باتری‌های آلومینیوم-ایر همراه با یک باتری کمکی از نوع لیتیوم-پلیمر استفاده خواهد شد. برای سیستم اویونیک کابین خلبان نیز سیستم کابین یکپارچه G5000 ساخت شرکت گارمین در نظر گرفته شده است. سیستم کنترل پرواز توسط شرکت هانی‌ول تهیه می‌شود که توانایی فرود خودکار را دارد و مطابق با فناوری Fly-by-Wire طراحی می‌شود. این نسخه از هواپیما که در سال 2023 روانه بازار می‌شود حدود 2.9 میلیون دلار قیمت خواهد داشت.
هواپیماهای الکتریکی آلیس
اجازه دهید برای درک بهتر هزینه‌های پرواز این هوایپما یک مثال را بررسی کنیم. با توجه به تعرفه‌های برق در ایالات متحده، هزینه‌های انرژی برای پرواز هواپیما با 9 مسافر و دو خلبان با سرعت 440 کیلومتر بر ساعت، حدود 200 دلار برای هر ساعت پرواز خواهد بود. این مبلغ در مقایسه با هزینه 600 تا 1000 دلاری برای هر ساعت پرواز توسط هواپیماهایی با قیمت مشابه آلیس همچون پیلاتوس PC-12 و بیچ‌کرفت کینگ‌ایر بسیار مقرون به صرفه است. باتری‌های این هواپیما برای بیش از 1000 دوره آزمایش شده‌اند و معادل با 3000 ساعت پرواز است؛ پس از این مدت باتری‌ها باید با هزینه 250 هزار دلار تعویض شوند. شایان ذکر است در جریان نمایشگاه پاریس اعلام شد شرکت Cape Air (یک ایرلاین منطقه‌ای در ایالات متحده) اولین مشتری آلیس شده است.
در حالی که ایرباس در سال‌های گذشته پروژه‌های زیادی را در رابطه با طراحی و توسعه هواپیماهای الکتریکی و هیبریدی آغاز کرده است، در نمایشگاه پاریس یکی از مهمترین آن‌ها به نام واهانا را به نمایش گذاشت. این هواپیماهای خودران از نوع بال متحرک و عمود پرواز بوده و از 8 موتور الکتریکی 45 کیلوواتی بهره می‌برد
ایرباس پروژه واهانا را در سال 2016 آغاز کرد و هدف از آن ارائه یک راهکار مقرون به‌صرفه در مقابل سفرهای کوتاه درون شهری از طریق خودرو یا قطار بوده است. موتورهای ملخی این هواپیما روی دو بال ثابت نصب شده‌اند. در هنگام برخاست یا نشست پرنده، موتورها در وضعیت افقی (برای تولید نیروی عمودی) قرار گرفته و در هنگام حرکت رو به جلوی پرنده، با ایجاد زاویه در بال‌های ثابت، موتورها در وضعیت عمودی (برای تولید نیروی پیشران) قرار می‌گیرند.
نسخه اولیه واهانا توانایی حمل یک مسافر را دارد و احتمالا در نسخه‌های بعدی تعداد مسافر به 2 نفر افزایش یابد. حداکثر سرعت حرکت واهانا 200 کیلومتر در ساعت است و برد پروازی آن 50 کیلومتر معرفی شده است. باتری‌ها تعبیه شده در واهانا توانایی ذخیره‌سازی 38 کیلووات ساعت انرژی را دارند.
یک شرکت فرانسوی با نام VoltAero در جریان نمایشگاه پاریس اولین تست پرواز هواپیمای هیبریدی خود را انجام داد. این هواپیما که بر اساس ساختار سسنا 337 ساخته شده است، کاسیو 1 نام دارد. روی هر یک از بال‌های این هواپیما دو موتور الکتریکی با توان 60 کیلووات نصب شده است. همچنین در پشت این هواپیما یک موتور حرارتی (سوخت بنزین) با حداکثر توان 170 کیلووات قرار دارد که با یک موتور تمام الکتریکی 150 کیلوواتی ترکیب شده است. در واقع هر دو موتور پشتی هواپیما به یک ملخ متصل بوده و متناسب با شرایط پرواز و انرژی مورد نیاز، به‌طور خودکار جایگزین یکدیگر می‌شوند. به منظور کاهش نویز صوتی، موتورهای الکتریکی هواپیما بدون صدا و ساکت طراحی شده‌اند.
موتور حرارتی کاسیو 1 معمولا در مرحله cruise پرواز مورد استفاده قرار می‌گیرد و بخشی از انرژی تولیدی آن صرف شارژ باتری‌های هواپیما می‌شود. علاوه بر این، موتور حرارتی به عنوان یک پشتیبان در صورت خرابی موتورهای الکتریکی و کاهش توان مجموع آن‌ها استفاده می‌شود.
کاسیو 1 یک هواپیمای 4 تا 9 نفره خواهد بود که توانایی پرواز تا بیش از 150 کیلومتر را با مصرف خالص انرژی الکتریکی دارد. علاوه بر این در صورت استفاده از سوخت، برد پروازی هواپیما به بیش از 500 کیلومتر افزایش خواهد یافت. مجموع وزن باتری‌ها به همراه سیستم مدیریت باتری حدود 10 کیلوگرم خواهد بود که در داخل بال‌ها و نوک هواپیما توزیع شده‌اند.
علاوه بر موارد یاد شده شرکت‌های یونایتد‌تکنولوژی و ایرباس در نمایشگاه پاریس دو طرح هواپیمای مسافری هیبریدی را معرفی کردند. طبق اعلام این شرکت‌‌ها، هر دو پروژه برای بهره‌برداری در سال 2022 برنامه‌ریزی شده‌اند. در پروژه اول یونایتد‌تکنولوژی قصد دارد با همکاری شرکت رایتئون (یکی از مطرح‌ترین تولید کننده پلتفرم‌های نظامی و دفاعی دنیا) یک هواپیما با بدنه متوسط برای کاربردهای منطقه‌ای تولید کند. این هواپیما از موتورهای هیبریدی توربوپراب و باتری‌های 2 مگاواتی استفاده خواهد کرد.
ایرباس نیز اعلام کرد با همکاری شرکت‌های داهر و سافران در سال 2022 از یک هواپیمای هیبریدی رونمایی خواهد کرد. قرار است سیستم‌های الکتریکی هواپیما توسط داهر، سیستم پیشران توسط سافران و همچنین بدنه و ایرودینامیک توسط شرکت ایرباس طراحی و اجرا شود. این هواپیما احتمالا 6 تا 12 نفره خواهد بود و برای مسافت‌های برد متوسط بین شهری از آن استفاده خواهد شد.
پایان پیام/
