Elektrické lietadlá už čoskoro?

Solar Impulse 2 predstavil 9. apríla 2014, rovnako ako Onera 7. apríla, plány na 100 % elektrické lietadlo, ktoré nebolo mysliteľné niekoľko desaťročí…

Lietadlo, ktoré sa zajtra po prvýkrát predstaví na švajčiarskej leteckej základni, má s tými, ktoré poznáme, len málo spoločného. Zatiaľ čo rozpätie krídel Solar Impulse 2 sa blíži rozpätiu Airbusu A380 (72 metrov), jeho hmotnosť (2,4 tony) je sotva väčšia ako hmotnosť vozidla 4×4. Predovšetkým bude prepravovať len jedného človeka, čo je skutočne výnimočná výzva: prvý let okolo sveta – s medzipristátiami – výlučne elektrickým lietadlom poháňaným slnečnou energiou.

V roku 2010 už prvý prototyp Solar Impulse letel 26 hodín v kuse. Nová verzia, ktorú navrhli Bertrand Piccard a André Borschberg, podporovatelia tohto bláznivého projektu, bude schopná zostať vo vzduchu päť až šesť dní v závislosti od poveternostných podmienok. Väčší Solar Impulse 2 je aj silnejší – jeho predchodca nebol schopný preletieť cez mraky, pretože jeho elektrické obvody neboli dostatočne vodotesné, aby obmedzili jeho hmotnosť – a pohodlnejší, aj keď zlepšenie je relatívne: kabína nie je pretlaková a na palubu môže naraz nastúpiť len jeden pilot.

Vďaka niekoľkým priemyselným partnerom (Solvay, Altran, SunPower, Bayer atď.) a vedcom (EPFL) využíva lietadlo najnovšie inovácie v oblasti materiálov, batérií a účinnosti solárnych článkov. Jeho ultraľahká konštrukcia z uhlíkových vlákien však pripomína skôr bratov Wrightovcov alebo Santos-Dumontovcov než moderné lietadlá. solar Impulse je symbolom všetkého, čo sa dá urobiť s modernou technológiou, ak ju posunieme na hranicu možností,“ hovorí Bertand Piccard. Je to aj spôsob, ako ukázať, že naše energetické výzvy môžeme aspoň čiastočne vyriešiť prostredníctvom technologického pokroku

Výrobcovia dnes vsádzajú predovšetkým na „viac“ elektrických lietadiel, schopných napríklad rolovať na zemi bez použitia svojich motorov. Ale čo skutočné elektricky poháňané lietadlo? Je to len fantázia inžinierov, technologický demonštrátor alebo reálny koncept budúcnosti? Včera večer tím výskumníkov z Centra pre výskum letectva a vesmíru s pomocou CEA Tech predstavil svoju odpoveď približne stovke vybraných priemyselníkov v Aéro-Club de France. Výsledkom ich prognostického cvičenia je skutočné lietadlo, hoci zatiaľ len na papieri, ktoré by však jedného dňa mohlo lietať.

„Náš záver je, že lietadlá s elektrickým pohonom sú technicky realizovateľné a teoreticky možné pre komerčnú dopravu v priebehu nasledujúcich dvoch až štyroch desaťročí, v závislosti od plánovaných misií,“ zhrnul Antoine Guigon, riaditeľ oddelenia leteckého prognózovania spoločnosti Onera. „Je to dôležitý cieľ, pretože hoci je ekologická stopa leteckej dopravy v porovnaní s automobilovou pomerne malá, má významný vplyv na človeka, najmä kvôli hluku,“ priznáva Pierre Duval, organizátor večera za Aéro-club de France a predseda komisie pre životné prostredie Medzinárodnej leteckej federácie.

Ak sa termín zdá byť taký vzdialený, je to preto, že problém je komplexný. Letectvo je naďalej závislé od parafínu, pretože ropa je koncentrovaná forma energie, flexibilná a ľahko použiteľná. „Za súčasného stavu našich poznatkov nebude elektrický pohon schopný dosiahnuť rovnako vysoký výkon ako súčasný pohon ešte niekoľko desaťročí. Musíme prísť s prelomovými koncepciami a technológiami,“ vysvetľuje Antoine Guigon. Nemá zmysel snažiť sa „elektrifikovať“ existujúce lietadlo: musíme začať od nuly.

VRTULE NA KRÍDLE

Práve to výskumníci spoločnosti Onera opatrne urobili. Zatiaľ čo snívajú o lietadle schopnom prepraviť 100 cestujúcich na vzdialenosť tisícok kilometrov, pri riešení osobného obchodného lietadla, ktoré dokáže prepraviť štyroch ľudí na vzdialenosť 600 kilometrov za menej ako dve hodiny, boli skromnejší. Jeho celkový vzhľad sa zdá byť známy, ale v skutočnosti sa všetko mení: tvar, pohon, energia, aerodynamika… Elektrická energia je prelomová. Po prvé, na rozdiel od dnešných motorov, ktorých účinnosť sa zvyšuje s veľkosťou, ich elektrickí bratranci môžu byť malí, ale účinní. Zmizli obrovské, neohrabané motory, ktoré zhoršujú aerodynamiku. Malé, prúdnicové vrtule sú umiestnené v zadnej časti krídla. Každá vrtuľa podobne ako ventilátor pohlcuje vzduch a vypudzuje ho dozadu, čím vytvára ťah.

Zostáva už len napájanie. Nie je možné inšpirovať sa Solar Impulse a jeho fotovoltaickými panelmi, ktorých výkon je stále príliš nízky pre lietadlo prepravujúce niekoľko cestujúcich. V projekte Onera by elektrickú energiu dodávali batérie, ale predovšetkým by sa vyrábala na palube pomocou palivového článku. Problémom je, že bude potrebné skladovať niekoľko kilogramov vodíka pod vysokým tlakom alebo v tekutom stave, čo si vyžaduje veľmi nízku teplotu. Antoine Guigon sa preto domnieva, že je mysliteľný medzistupeň hybridného pohonu s elektrickou energiou vyrábanou z energie spaľovacích motorov: „Napríklad turbomotor by poháňal elektromotor. Koncepcia lietadla, ktorá by čo najviac využívala kombináciu spaľovacieho a elektrického pohonu, však ešte nie je definovaná

Výskumníci identifikovali ďalšie prekážky, ktoré je potrebné prekonať, najmä odolnosť palubnej elektroniky voči elektromagnetickým poliam, ktoré bude produkovať samotné lietadlo. Lietadlo bude potrebovať aj najmodernejšie navigačné systémy. „Osobné lietadlo predpokladá, že bude dostatočne automatizované, aby bolo v dosahu každého pilota, a že sa teda bude dať ľahko integrovať do leteckej prevádzky pomocou navigačného zariadenia,“ vysvetľuje Claude Le Tallec, vedúci projektu všeobecného letectva, bezpilotných lietadiel a automatizovaných systémov v spoločnosti Onera. Všetky tieto obmedzenia si vyžadujú multidisciplinárny prístup. „Ide o prístupy, ktoré sa už uplatňujú pri návrhu akéhokoľvek lietadla, ale ktoré budú ešte potrebnejšie z dôvodu hromadenia koncepcií a prevratných technológií,“ hovorí Antoine Guigon, ktorý zdôrazňuje úsilie, ktoré je potrebné vynaložiť už teraz, aby sme si predstavili riešenia budúcnosti. „Priemysel zajtrajška bude holý, ak nezačne už teraz premýšľať o lietadlách budúcnosti. Musíme myslieť na prelomové riešenia, inak to za nás urobia iné krajiny alebo kontinenty

Zdroj: Benoit Georges Novinár Les Echos