avia.wikisort.org - Самолёт

Электри́ческий самолёт, или солнечный самолёт[1] — самолёт, приводимый в движение электрическим двигателем, питающимся от топливных элементов, фотоэлементов, суперконденсаторов, батарей, беспроводным путём или от электрогенератора, приводимого в действие газотурбинным двигателем (турбоэлектролет)[2].

В настоящее время электрические самолёты представлены преимущественно экспериментальными моделями, в число которых входят как пилотируемые, так и беспилотные аппараты. Первый официальный запуск был в 1957 году, а распространение электрических авиамоделей началось с  1970-х годов[3]. Первый полёт с человеком на борту на электрическом самолёте осуществлён в 1973 году, время полёта составило 14 минут[4].

Основной проблемой для создания электросамолёта является то, что энергетическая ёмкость литий-ионных батарей более чем в десять раз меньше энергетической ёмкости керосинового топлива[5]. Второй проблемой является то, что масса такого самолёта постоянна в процессе полёта, в отличие от самолётов, использующих топливо, по мере выработки которого снижается потребная подъёмная сила, что позволяет лететь в более экономичных режимах: на большей высоте или с меньшими углами атаки.

История

Ранняя история

Электрические двигатели на воздушных судах применялись ещё в XIX веке. 8 октября 1883 года французский воздухоплаватель Гастон Тиссандье совершил первый полёт на дирижабле La France с использованием электрического двигателя Вернера фон Сименса, питавшегося от 435-килограммовой батареи[6]. В следующем году Шарль Ренар совместно с Артуром Кребсом совершили полёт на дирижабле с более мощным двигателем[6].

Авиамодели

Запуски электрических авиамоделей с неподвижным крылом осуществляются с 1957 года, однако имеются неподтверждённые сведения о запуске в 1909 году[7]. Электрические модели уступали в скорости моделям, летающим на жидком топливе, и были дороже. Главным недостатком было отсутствие ёмких аккумуляторов, в связи с чем широкое распространение электромодели получили лишь в начале 1990-х.

1964 год. Американский инженер Уильям Браун продемонстрировал журналисту CBS News Уолтеру Кронкайту модель вертолёта, получающую необходимую для полёта энергию от микроволнового излучения[8].

1979 год. Советский инженер-конструктор Олег Константинович Антонов задумал и изобразил модель одноместного электросамолёта.

Первые пилотируемые полёты

В 1973 году Фред Милишки и Хейно Брдишка на базе австрийского моторного планера Brditschka HB-3 создали вариант Militky MB-E1 с электрическим двигателем. Хейно Брдишка в том же году совершил полёт на нём продолжительностью 14 минут. Таким образом, модель Militky MB-E1 стала первым пилотируемым электрическим летательным аппаратом, поднявшим человека в воздух[4].

29 апреля 1979 года в городе Риверсайде (штат Калифорния), 35-минутный полёт с человеком на борту совершил самолёт Mauro Solar Riser, оснащённый электромотором мощностью 3,5 л. с. и 30-вольтным никель-кадмиевым аккумулятором, снятым с вертолёта Hughes 500. На крыльях самолёта хоть и располагались солнечные фотоэлементы, однако возможность подзаряжаться во время полёта отсутствовала. Инициатором создания выступил Ларри Мауро[9]. Однако дальше испытаний дело так и не зашло.

7 июля 1981 года через пролив Ла-Манш совершил перелёт Solar Challenger. Время полёта составило 5 часов 23 минуты[10].

1980—1990 годы

С 1983 по 2003 годы агентство NASA финансировало создание самолётов Pathfinder и его модификаций Pathfinder Plus, Centurion и Helios в рамках экологических исследований. Последнему из них принадлежит рекорд по высоте подъёма среди крылатых летательных аппаратов без реактивных двигателей — 29,5 км.

В 1990 году Эрик Раймонд завершил работу над своим детищем Sunseeker I, начатую в 1986 году. Sunseeker I пересёк США, потратив на это 21 полёт и 121 час в воздухе.

2000-е — наши дни

Существенный рывок эта область самолётостроения получила в конце 1990-х — начале 2000-х, когда созданием электросамолётов заинтересовались частные фирмы. Среди причин, способствовавших развитию нового типа самолётов, стало повышение требований к защите окружающей среды, появление современных ёмких аккумуляторов, а также лёгких и прочных материалов. Помимо прочего, электрические самолёты отличает низкий уровень шума, что может быть хорошим преимуществом при выполнении разведывательных операций.

Британский беспилотный летательный аппарат QinetiQ Zephyr с питанием от солнечных батарей в 2010 году установил мировой рекорд длительности полёта БПЛА, пробыв в воздухе две недели.

20 июля 2012 года Long-ESA установил рекорд скорости для самолётов с электродвигателем, разогнавшись во время испытания до 326 км/ч[11].

Швейцарский самолёт Solar Impulse, находящийся в проектной стадии, возможно, станет первым в мире пилотируемым самолётом, способным неограниченно долго летать за счёт энергии Солнца. В 2015 на самолёте «Solar Impulse 2» планировалось совершить кругосветный полёт (с промежуточными посадками). Из-за технических проблем полёт прервался в июле 2015 года на Гавайских островах и завершился в июле 2016 года.

В июле 2014 года на авиасалоне в Ле-Бурже представлен самолёт Airbus E-FAN, проектируемый как тренировочный самолёт, способный выполнять фигуры высшего пилотажа[12].

28 июня 2016 года компания Facebook провела пробный запуск беспилотного самолёта Aquila на солнечных батареях, предназначенного для раздачи интернета жителям труднодоступных районов. По словам Марка Цукерберга, подобные аппараты смогут проводить в полёте до нескольких месяцев на высоте 18 километров. В планах компании создать целый флот из подобных беспилотников[13].

4 июля 2016 года компания Siemens провела пробный запуск электрического самолёта EXTRA 330LE[5].

2020: крупнейший коммерческий самолёт на полностью электрической тяге совершил успешный испытательный полёт (инженеры из компаний Magnix и Harbour Air оснастили электродвигателем самолёт Cessna Grand Caravan 208B) [14].

Airbus заявила, что у компании существуют планы развития региональных коммерческих самолётов в ближайшем будущем[15].

Имеются проекты по созданию электрических самолётов в Канаде, Германии, Китае и других странах[5].

Производство

Первым серийным электрическим летательным аппаратом, появившимся в продаже, стал одноместный планёр Alisport Silent Club^[en] (1997). Приводился в движение двигателем мощностью 13 кВт[16].

С мая 2015 словенский производитель Pipistrel^[en] выпускает модель Alpha Electro — двухместный полностью электрический самолёт, предназначенный для обучения[17].

Американская компания Bye Aerospace^[en] из Колорадо приступила к поставкам^{[когда?]} (2020?) своего двухместного электрического самолёта eFlyer 2. Также она объявила о завершении проекта восьмиместного электросамолёта с одним или двумя пилотами eFlyer 800, он будет выпущен в 2027 году, заказы на него уже принимаются[18].

Будущие модели

Основным направлением развития будет увеличение доли электроэнергии в энергопотреблении самолёта за счёт её использования в системах двигательного привода шасси для наземного руления, кондиционирования, запуска двигателя и т.д.[19]

Вероятно создание гибридных самолётов по аналогии с гибридными автомобилями, где для взлёта может применяться один тип двигателей, а для полёта — другой.

См. также

• Сверхлёгкая авиация
• Электромобиль

Примечания

Ссылки

• На Викискладе есть медиафайлы по теме Электрический самолёт
• Наука и техника: На крыльях амперов и вольт // Lenta.ru, 27 июля 2012 года

На других языках

---

[fr] Avion électrique

Un avion électrique est un aéronef dont la propulsion est assurée par un ou plusieurs moteurs électriques, alimentés par des batteries, des panneaux solaires ou des piles à combustible.

---

- [ru] Электрический самолёт

---

---