Historyczny rys awiacji
Historia awiacji, pełna niezliczonych przełomów, począwszy od pierwszych odważnych skoków braci Wright, przez epokę odrzutowców, aż po współczesne wyzwania zrównoważonej mobilności, teraz znów zawraca naszą uwagę ku nowemu horyzontowi – elektryfikacji. Ikoniczne konstrukcje takie jak legendarny DC-3 czy Spitfire zaznaczyły swoje piętno na kartach historii, kierując wzrok milionów w stronę, już zdobytego, nieba. Jednakże, postęp technologiczny nigdy nie stoi w miejscu. Wraz z narastającą świadomością ekologiczną, spojrzenie kieruje się ku nowym możliwościom. Samoloty elektryczne stają się nową kartą w grze przyszłości mobilności. Z tym, że ich „sercem” stały się baterie litowo-jonowe, zastępując silniki spalinowe. W tej rewolucji, elektryfikacja odnosi się nie tylko do samych napędów, ale także do całego ekosystemu lotniczego.
Technologia, która stoi za samolotami elektrycznymi, to połączenie naukowych osiągnięć w dziedzinach aerodynamiki, elektroniki i inżynierii materiałowej. W przeciwieństwie do tradycyjnych samolotów, które wymagają paliwa lotniczego, samoloty elektryczne pobierają energię elektryczną z wbudowanych baterii. Jednakże, istnieją spore różnice pomiędzy użytkowaniem tradycyjnych konstrukcji, a ich elektrycznych odpowiedników. Po pierwsze, zasięg samolotów elektrycznych często pozostaje mniejszy w porównaniu do tradycyjnych samolotów spalinowych, ze względu na ograniczoną pojemność baterii. Ponadto, proces ich ładowania oraz infrastruktura potrzebna do obsługi samolotów elektrycznych wymaga bardzo wielu dalszych, drogich inwestycji i intensywnego rozwoju. Nie zmienia to faktu, że z każdym dniem technologia ta staje się coraz bardziej dostępna i efektywna. Przedsiębiorstwa lotnicze i startupy na całym świecie inwestują w badania i rozwój w celu doskonalenia samolotów elektrycznych, dążąc do stworzenia bardziej zrównoważonych i ekonomicznych rozwiązań, zarówno w przypadku lotów pasażerskich, jak i prywatnych oraz dostawczych. Są to inwestycje niebagatelne, albowiem transport lotniczy odpowiada za około 2,5-5% światowych emisji gazów cieplarnianych.
Jedyny certyfikowany samolot elektryczny
Pod koniec 2023 roku na rynku był jeden certyfikowany samolot elektryczny – Pipistrel Velis Electro – zbudowany przez słoweńską firmę, przejętą w kwietniu 2022 roku przez amerykański Textron. Dysponuje mocą 57,6 kW, może utrzymać się w powietrzu przez 50 minut, wznieść się na ponad 3500 metrów i osiągnąć maksymalną prędkość 98 węzłów, czyli 181 km/h.
Firma Pipistrel, to pionier napędów alternatywnych w awiacji. Ich elektryczna podróż rozpoczęła się w 2007 roku od pierwszego na świecie 2-miejscowego samolotu elektrycznego Taurus Electro. Obecnie Velis Electro jest pierwszym w historii certyfikowanym samolotem z napędem elektrycznym, w pełni zatwierdzonym do szkolenia pilotów w dziennych operacjach VFR w ponad 30 krajach na całym świecie. „Łatwość obsługi dzięki intuicyjnemu układowi napędowemu i imponującej ergonomii są standardem. Velis Electro jest zoptymalizowany pod kątem szkolenia pilotów jako część rodziny samolotów Velis z wykazanym poziomem bezpieczeństwa zbudowanym na ponad 15-letnim doświadczeniu Pipistrel w lotach elektrycznych.” – podaje producent.
Źródło: Gama Quarterly Shipments and Billings, podane przez European Alternative Fuels Observatory (KE)
Najważniejsze projekty i prototypy
CityAirbus
W listopadzie 2022 r. Airbus i Grupa Renault podpisały umowę badawczo-rozwojową, której celem jest wykorzystanie synergii w celu przyspieszenia realizacji planów elektryfikacji obu firm. W czerwcu 2023 r. Airbus i STMicroelectronics podpisały umowę w celu przyspieszenia badań nad półprzewodnikami nowej generacji, które są kluczowym czynnikiem umożliwiającym przejście przemysłu lotniczego na samoloty hybrydowe i w pełni elektryczne, takie jak CityAirbus. Jest on wyposażony w różne innowacyjne elementy konstrukcyjne, takie jak stałe skrzydła, ogon w kształcie litery V i osiem napędzanych elektrycznie śmigieł, jako część rozproszonego układu napędowego. Zaprojektowany z myślą o cichym locie i użytkowaniu w środowisku miejskim, Airbus wierzy, że miejska i zaawansowana mobilność może “zostać przeniesiona w przestworza, aby zapewnić społecznościom dodatkowe sposoby dotarcia do celu”.
Elysian E9X
Startup lotniczy Elysian, wraz z Delft University of Technology w Niderlandach, opracował koncepcję niedawno zaprojektowanego samolotu EX9, który miałby pomieścić więcej pasażerów i pokonać znacznie dłuższe trasy, niż wcześniej sądzono. – Te nowe samoloty będą w stanie pomieścić 90 osób i przelecieć do 500 mil bez konieczności zatrzymywania się w celu naładowania – twierdzi Reynard De Vries, współzałożyciel Elysian i badacz inżynierii lotniczej na Uniwersytecie Technologicznym w Delft.
– Przed wprowadzeniem tego projektu, eksperci branżowi byli zgodni co do tego, że podróże lotnicze z napędem elektrycznym będą ograniczone tylko do małych samolotów – samolotów, które mogą pomieścić maksymalnie 20 pasażerów i przelecieć mniej niż 200 mil bez konieczności lądowania – powiedział w rozmowie z ABC News Jayant Mukhopadhaya, starszy badacz w Międzynarodowej Radzie ds. Czystego Transportu (ICCT).
Wright Electric
Amerykański startup Wright Electric ogłosił, że w 2026 będzie gotowy ich projekt zmodernizowanego i zelektryfikowanego samolotu BAe 146, znajdującego się w wielu flotach linii lotniczych od lat 80. Przerabiają oni sprawdzoną konstrukcję – wyrzucają z niego tradycyjne silniki zastępując je czterema silnikami elektrycznymi z odpowiednimi do zasilenia ich bateriami. Ich samolot miałby zabrać na pokład 100 pasażerów i pokonywać trasy o dystansie około 740 km. Pozwoliłoby to na obsłużenie mocno obłożonych tras regionalnych, takich jak Londyn-Paryż, Frankfurt-Paryż czy też Madryt-Lizbona.
Heart Aerospace
Szwedzka firma Heart Aerospace obrała sobie za cel zrewolucjonizowanie przelotów regionalnych poprzez stworzenie napędzanej elektrycznie maszyny mogącej bez problemu obsługiwać krótsze transfery. ES-30, samolot ich produkcji, mają mieć cztery silniki elektryczne i latać wyłącznie na napędzie bateryjnym. Na pokładzie znajdowałyby się również awaryjne silniki spalinowe, które mogłyby wydłużyć zasięg lub zastąpić napęd elektryczny w razie awarii. ES-30 mają być wprowadzone do użytku komercyjnego w 2028 roku, a pierwsze zamówienie złożyło Air Canada, które zgłosiło się po 30 sztuk elektrycznych samolotów produkcji Heart Aerospace.
Fot. Heart Aerospace
Elektryczne samoloty cargo
DHL Express, jako pierwsza firma na świecie postanowiła zelektryfikować również swoją powietrzną flotę dostawczą. Pierwsze maszyny napędzane elektrycznie – samoloty towarowe Alice, produkowane przez firmę Eviation – mają do nich dotrzeć jeszcze w tym roku. Grupa Deutsche Post DHL już od kilku lat wymienia swoje samochody dostawcze na takie z napędem elektrycznym, co jest ważnym elementem ich strategii rozwojej, mając na uwadze osiągnięcie neutralności klimatycznej w 2050 roku. Samolot Eviation mógłby zmieścić 1200 kg ładunku i pokonać dystans ponad 800 kilometrów. Do 2027 roku elektryczna flota kurierskiego potentata ma liczyć 12 sztuk samolotów. Do 2030 roku DHL planuje też w ramach dekarbonizacji powiększyć swoją flotę samochodową o 14 tys. elektrycznych pojazdów.
„Bardzo poważnie traktujemy kwestie związane z minimalizacją wpływu naszej działalności na środowisko naturalne, dlatego elektryfikacja każdego rodzaju transportu odgrywa dla nas kluczową rolę. Aby to osiągnąć do 2030 r. w ramach grupy DP DHL, planujemy zainwestować 7 mld euro w projekty związane z zieloną logistyką, a 60 proc. naszej floty mają stanowić pojazdy elektryczne. Zamówienie dwunastu innowacyjnych na skalę światową samolotów elektrycznych czyni DHL Express nie tylko liderem ekologicznych rozwiązań logistycznych, ale też pokazuje, w jakim kierunku będzie się rozwijać cała branża” – mówił w 2021 roku Edwin Osiecki wiceprezes ds. marketingu i sprzedaży w DHL Express Polska, gdy złożono zamówienie na samoloty elektryczne.
Śmigłowce elektryczne
Gazy cieplarniane powstające w wyniku lotów śmigłowcami są ułamkiem tych emitowanych przez samoloty, z tego powodu powstało relatywnie mało elektrycznych helikopterów. Jest to niezagospodarowana nisza, którą niewielu producentów chce zapełniać, chyba, że mówimy o zdalnie sterowanych, elektrycznych modelach. Jako pierwszy w pełni elektryczny helikopter uważa się Sikorsky Firefly, stworzony w USA w 2010 roku. Był to mocno prototypowy projekt, śmigłowiec mógł unosić się w powietrzu przez 12-15 minut, mając na pokładzie jedynie pilota, i osiągał prędkość do 150 km/h. Choć dane nie wyglądają imponująco, należy pamiętać o tym, kiedy powstawał Firefly. Mając to na względzie można śmiało powiedzieć, że wyprzedzał on swoje czasy – w tym samym roku do produkcji trafiła pierwsza generacja Nissana Leaf.
Z czasem technologia się rozwijała i powstało więcej, bardziej zaawansowanych helikopterów. Popularnymi projektami są na przykład: Robinson e-R44 – w pełni elektryczny śmigłowiec, który jako pierwszy pokonał trasę z jednego lotniska na drugie (40 km), czy też VRT500 – zaprezentowany w trakcie Dubai Air Show.
Autor: Maksym Berger
