Samoloty na baterie

Obecnie, idąc śladem małych modeli samolotów, rozważa się wykorzystanie napędu elektrycznego w ich większych odpowiednikach. Powstaje pytanie w czym ten napęd jest lepszy? Najistotniejsze w tym wypadku wydają się kwestie ochrony środowiska i alternatywnych źródeł energii. Energia elektryczna może być pozyskiwana nie tylko ze spalania, a jej pozyskanie może być przyjazne środowisku. Ponadto przewiduje się, że w przyszłości większość urządzeń i maszyn bazować będzie na napędzie elektrycznym, a źródłem tego rodzaju energii mają być alternatywne rozwiązania minimalizujące negatywny wpływ na przyrodę. Dodatkowo pojazdy elektryczne cechują się cichą pracą, a silnik elektryczny ma korzystną charakterystykę i nie wymaga stosowania przekładni.

Pośród wielu zalet takiego rozwiązania występuje jednak znacząca wada: ograniczenie związanie z wielkością i ciężarem akumulatorów. Waga akumulatora chemicznego ogranicza zasięg pojazdu, w tym wypadku samolotu. Jest więc to pewnego rodzaju kompromis, wymagający znalezienia optymalnego rozwiązania. Kompromisu tego nie trzeba szukać, gdy wyposażymy samolot we własną „elektrownię”. Pomysł ten wykorzystany został w budowie bezpilotowego samolotu Zephyr. Dzięki użyciu cienkich paneli słonecznych możliwe było bieżące wyprodukowanie energii w takiej ilości, by zaspokoić aktualne potrzeby oraz zmagazynować ją na czas przebywania poza zasięgiem światła słonecznego. Konieczne było, by statek powietrzny charakteryzował się małym zużyciem energii. Osiągnięto to poprzez minimalizację jego wagi: użyto włókien węglowych i uzyskano ciężar w przybliżeniu 50 kg przy rozpiętości skrzydeł ponad 22 metrów. Samolot pobił rekord pod względem czasu spędzonego w powietrzu: ponad dwa tygodnie.

Film ze startu: 

Włókno węglowe znalazło zastosowanie również w projekcie elektrycznego samolotu jednoosobowego stworzonego przez NASA. Zgodnie z projektem 60-konne silniki są wystarczające, by unieść w powietrze statek wraz z jednoosobową załogą. W założeniach samolot ma osiągać prędkość około 130 km/h, a jego zasięg wynosić będzie 80 km, choć naukowcy wierzą, że można go zwiększyć. Statek powietrzny ma wykonywać pionowy start i lądowanie korzystając przy tym z rozszczepianego ogona. Samolot swoją nazwę Puffin zawdzięcza ptakowi z rodziny alk: maskonurowi, po którym odziedziczył także kształt.

Animacja prototypu: 

W 2011 roku odbył się konkurs samolotów elektrycznych zorganizowany właśnie przez NASA. Istotą konkursu było osiągnięcie jak najmniejszego zużycia energii przy jak największym zasięgu. Zwycięzcą został Pipistrel Taurus G4, czteroosobowy samolot skonstruowany przez słoweńsko-amerykańską grupę naukowców. Zakończył rywalizację przelatując 80,46 km zużywając przy tym energię odpowiadającą zużyciu 3,78 litrów paliwa.

 


Na filmie jego dwuosobowy odpowiednik: 

Istnieje także opcja napędu hybrydowego, gdzie silnik spalinowy byłby uzupełnieniem napędu elektrycznego. Pomysł ten został wykorzystany przy projekcie samolotu Volta Volare GT4. Napęd elektryczny jest napędem samodzielnym, a silnik spalinowy służy jedynie do ponownego naładowania akumulatorów przy spadku poziomu ich naładowania do 25%. Tego typu rozwiązanie pozwoli na ponad trzykrotne zwiększenie zasięgu, nawet do 1600 kilometrów. W przyszłości możliwe byłoby całkowite wyeliminowanie silnika spalinowego. Samolot obecnie już jest gotowy do produkcji seryjnej i uważa się go za pierwszy samolot elektryczny przeznaczony na szeroki rynek.

Więcej informacji o Volta Volare GT4.

Nie są to jedyne koncepcje wykorzystania napędu elektrycznego w lotnictwie. NASA również ma swój projekt samolotu hybrydowego, który zaskakuje także zewnętrznym wyglądem.

Wizualizacja lotu nasowskiej Samarai: 

Napęd elektryczny ma przewagę nad silnikiem spalinowym, również pod względem stosunkowo prostej budowy, co pociąga za sobą znacznie mniejszą awaryjność. Prosta konstrukcja i łatwa dostępność części pozwala także na samodzielne amatorskie eksperymenty.

Redakcyjnie, obstawiamy, że pierwszy seryjnie produkowany elektryczny samolot czteroosobowy poleci jeszcze w drugiej dekadzie XXI wieku ;-)