Электроавиация


 
Илон Маск заявил о готовности построить электросамолет
Илон Маск, известный всему миру благодаря электромобилям Tesla и многоразовым ракетам SpaceX, заявил в подкасте Third Row Tesla о том, что его цель заключается в том, чтобы в будущем все транспортные средства были электрическими — кроме разве что космических ракет. В том числе самолеты: по его словам, он не сделал электросамолет только потому, что эта отрасль сильно зарегулирована и новому производителю выйти на рынок невероятно трудно. Именно поэтому, дескать, никто из автопроизводителей не выпускает самолетов, хотя с точки зрения организации производственного процесса это почти одинаковые вещи. С технической же точки зрения никаких проблем нет, заявил Маск, впрочем, оговорившись, что для большого электросамолета потребуются более легкие батареи с более высокой плотностью энергии: хотя бы 400 Вт-ч на килограмм.

Действительно, если сделать самолет с такими же батареями, как в современных электромобилях (250 Вт-ч/кг), то он сможет возить преимущественно сам себя, причем очень недолго — как раз из-за веса батарей и их относительно небольшой для такого объема и веса емкости: плотность энергии у них в 10 раз меньше, чем у керосина. Электродвигатели, впрочем, активно используются в авиамоделизме, но там как раз не требуется летать далеко и возить пассажиров и грузы, а на полчаса показательных полетов над лужайкой батареек хватает.


150-местный самолет Wright Electric сможет летать на 800 км, если когда-либо перестанет быть просто картинкой-рендером для инвесторов.
Еще одно важное преимущество ископаемого топлива заключается в том, что оно расходуется по мере полета и самолет становится легче и постепенно расход топлива снижается; вес батарей, наоборот, остается постоянным — и, кстати, потребует конструировать шасси с расчетом на то, что посадочный вес равен взлетному, а значит, стойки придется делать намного крепче и тяжелее.
Кроме того, у современного турбовентиляторного двигателя 20-30% тяги создает реактивная струя, у электродвигателя в распоряжении будет только вентилятор, то есть, придется или еще больше увеличивать его диаметр (а значит, вес), или частоту вращения (попутно изобретя подходящие подшипники). Также придется каким-то образом нагревать забортный воздух для подачи в систему кондиционирования и вентиляции.
Впрочем, все это компенсируется значительно более высоким КПД электродвигателя, который превышает 90% против примерно 50% у современных ТРВД.


Еще один концепт – бизнес-джет Eviation Alice, который сможет летать на 965 км на высоте до 3 км, используя не только энергию батарей, но и восходящих воздушных потоков, как планер. Нет потоков – экстренная посадка для подзарядки
Пока же в любом случае нет подходящих батарей и ближайшая перспектива — это использование электродвигателей в легких летательных аппаратах-мультикоптерах типа аэротакси, предназначенных для полетов на короткие расстояния и берущих на борт небольшое количество пассажиров. Впрочем, и они пока будут, скорее, транспортным средством для состоятельных людей, не желающих стоять в пробках, чем доступным решением для всех желающих. Также выпускаются сверхлегкие электросамолеты (учебные, планеры и т.п.) как на аккумуляторах, так и на водородных топливных ячейках — например, словенской фирмой Pipistrel.


Airbus E-Fan, двухместный самолет с запасом энергии на 45-60 минут полета.
 
Фигня дело. Не далее как месяц назад у нас в летном клубе делал презентацию стартап. Самолет, электрический, управляется с земли, 5 мест с возможностью делать из кресла кушетку, экран для переговоров с оным _летчиком сидящим на земле_, и всего то ничего по деньгам... На полном серьезе, стартап с кучей инвесторов (правда, стадия _бумажки рисовать_ пока)

Приходите садитесь в _пустой_ самолет, в офисе летчик взлетает (самолет с вами, летчик в офисе), летит, вы спите на кушетке, прилетает, вы выходите и идете по делам, летчик летит на следующем самолете. Все естественно чисто электрическое. Маск тут вообще в конце в догоняющих
 
В Австралии провели испытания электрического беспилотника PHASA-35, который питается от солнечных панелей, расположенных на корпусе.
Об этом сообщает профильное издание FlightGlobal.
Так, на крыльях аппарата PHASA-35 шириной в 35 м, расположены солнечные батареи, которые также накапливают дополнительную энергию для поддержания аппарата в воздухе. Беспилотник может в течение года летать в стратосфере на высоте 20 км. Также он может переносить до 40 кг веса, в частности, антенны.




В ходе испытаний на полигоне ВВС Австралии БПЛА пролетел на высоте 2 км, исследователи уточнили, что на следующих тестах высота будет увеличена.
Директор компании-разработчика аппарата BAE Systems Иэн Малдауни назвал испытания "выдающимися", и отметил, что они показали потенциал для создания "боевой воздушной системы" в ближайшие годы. Также было объявлено, что беспилотник сможет быть использован для доставки сетей 5G.
 
«Русский самолет Су-2020 поставит весь авиационный мир на уши»
Сумеет ли Россия в схватке с конкурентами отвоевать для электролетов свой «кусочек неба»

На сайте Минпромторга России появилась информация, что ведомство Мантурова подвело итоги конкурса по разработке российского самолета «Электролет Су-2020» на гибридной силовой установке (ГСУ). Победителем, как и ожидалось, стал Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова, входящий в состав НИЦ «Институт имени Н.
Е. Жуковского.


«НИР „Электролет Су-2020“ рассчитана на три года и является продолжением НИР „Электролет Су“, которая была успешно завершена в 2019 году наземными испытаниями, — сообщает Минпромторг. — Уровень отечественных технологий в этой области (ГСУ) соответствует, а по некоторым направлениям и превосходит общемировой».

Речь идет о высокотемпературных сверхпроводниковых (ВТСП) системах электродвижения самолетов, включающих в себя двигатели, генераторы, кабельные системы, накопители энергии и системы защиты, что позволят кратно повысить топливную эффективность.

Как известно, электрическая сверхпроводимость возможна лишь при очень низких температурах. Просто под низкотемпературными понимают сверхпроводники гелиевого уровня, обеспечивающие сверхпроводимость при минус 268 градусов по Цельсию. А высокотемпературными считают ВСТП азотного уровня, работающие при минус 190 градусов и выше.

Иначе говоря, без надежной и компактной системы охлаждения статора и ротора не обойтись, что, по мнению инженеров немецкой компании Oswald Elektromotoren (реализующих европейскую программу Horizon 2020, аналог «Электролет Су-2020») является очень серьезным технологическим препятствием.

Позиции российских ученых в области ВТСП находятся на достойном мировом уровне. Во всяком случае, Центральный институт авиационного моторостроения уже презентовал работающие образцы ВТСП-электродвигателей мощностью до 500 кВт, что делает возможным испытание их на летающих лабораториях уже в 2021—2022 годах.

Концептуально это будет выглядеть так: в хвосте самолета смонтируют углеводородный электрогенератор, ток от которого и запитает ВТСП-электродвигатели с винтами, установленными на крыльях. Расчет показывает, что экономия топлива может достичь 15% по сравнению с лучшими современными лайнерами. В перспективе, если удастся решить все технические проблемы, себестоимость перевозки одного пассажира снизится на 75%. Но — главное повысится надежность и комфортность самолетов.

Что касается заграницы, то зарубежные аэрокосмические тяжеловесы также работают проектами и технологиями, которые могли бы сделать реальностью пассажирские электролеты. Как пишет Грег Николс, эксперт по высоким технологиям, «электрически полет становится реальностью, но никто не знает, когда он состоится, если иметь в виду коммерческие перевозки».

Разработчики, однако, смотрят на ситуацию с оптимизмом. «Мы успешно построили и продемонстрировали инверторы на уровне земли, которые отвечают требованиям к мощности, размерам и эффективности электрического полета. Следующий шаг — построить и продемонстрировать самолет», — говорит Конрад Вебер, главный инженер по электроэнергии в General Electric Research.

Компания GE работает над ВТСП технологиями более двух десятков лет, пытаясь использовать сверхпроводники и для производства чипов, поскольку теоретически они более привлекательны, чем кремневая электроника. Правда, дальше образцов идти не получается, разве что высокотемпературные сверхпроводники используются для высоковольтных силовых установок в армии США.

В ноябре 2017 года и авиастроительный концерн Airbus объявил о готовности к летным испытаниям электрического самолета Vahana для перевозки одного пассажира или небольшого груза в городских условиях. А до этого в 2015 году электропланер Airbus E-Fan сумел перелететь Ла-Манша. Но, похоже, новаторство европейского гиганта также сталкивается с серьезными технологическими трудностями.

Не отстает от Airbus корпорация Boeing, которая совместно с фирмой JetBlue Technology Ventures из Силиконовой долины инвестировала средства в стартап Zunum Aero для постройки гибридно-электрического самолета Zunum для 12 пассажиров.

В сентябре 2017 года еще один американский стартап Wright Electric создал партнерство с европейским лоукостером EasyJet для разработки полностью электрического авиалайнера на 120 кресел, способного летать на расстояние до 500 км.

Интерес понятен: создание таких самолетов станет полноценной альтернативой автобусным и автомобильным путешествиям, поскольку для небольших винтовых самолетов требуются самые скромные взлетно-посадочные полосы, а себестоимость перевозок ниже, чем у реактивных лайнеров. Значит, емкость заказов может исчисляться сотнями миллиардов долларов.

Отметим, что и старенькие турбовинтовые самолеты сегодня в полной мере справляются с задачами и могут садиться на небольшие аэропорты, расположенные внутри городов. Наружный шум не критичен для жителей близлежащих домов, не то, что у реактивной авиации, чьи аэропорты находятся далеко за городами.

Как пишет портал Aviationweek, специализирующий на авиационных технологиях и новинках, традиционные турбовинтовые самолеты по этой причине уже трансформируются в гибридно-электрические фидерлайнеры. Для этого требуется минимальная модернизация при сохранении фюзеляжа и салона. Правда, подобные работы пока еще проводят для небольших машин вместимостью до 10 пассажиров. Например, американский турбовинтовой перевозчик Cessna 208 Caravan поменял свой традиционный движок на электродвигатель MagniX с гибридной силовой установкой.

Таким образом, облик авиации может кардинально измениться в ближайшие десять лет — в срок, который, по мнению западных аналитиков, является вполне достаточным, чтобы довести винтовые ВТСП движки до ума. Тогда гиганты Airbus и Boeing, создавшие свои электролеты, могут стать мировыми монополистами.

На этом фоне новость о том, что Россия начала заново серийно выпускать традиционные турбовинтовые фидерлайнеры Ил-114−300, не претендует на сенсацию. Тем более что первый полет этого самолета состоялся еще в 1990 году. В тоже время именно Ил-114−300 может стать основой для российской гибридной авиации. Конечно, если в России появится своя ГСУ на сверхпроводниках.

Именно тогда сбудутся предсказания некоторых ура-патриотов, что «русский самолет Су-2020 поставит весь авиационный мир на уши». Ну, а пока остается надеяться, что у специалистов Центральный институт авиационного моторостроения им. П.И. Баранова все получится, а российские боингоманы из властных структур не потопят важный проект.
 
Бурундук, форма мотогондолы не похожа на "яковскую", да и надвинута на крыло она, как мне кажется, слишком далеко.
 
Бурундук, в принципе, количество иллюминаторов совпадает с переделкой Як-40 от СибНИА.



Но и здесь, на мой взгляд, сочетание м/г с крылом "какое-то не такое".
 
A_Z, непонятно, почему вообще у типа электросамолёта имеются мотогондолы.
 
Бурундук, так ведь мощности электрической силовой установки на полёт заведомо не хватит. Поэтому получилась почти классическая ЛЛ с тестируемой силовой установкой.
Ну, а "Электролёт" - это сугубо по Гиляровкскому: "Не обманешь - не продашь!".
 
Бурундук, А почему их у электросамолета не может быть? (при том, что да - продемонстрированное поделие - ни в коем разе не "электросамолет")
 
Аналогичная летающая лаборатория на базе Як-40 была сделана много лет назад для испытаний чешских турбовинтовых двигателей M-601. Потом этот самолет долго стоял у нас на аэродроме Бубовице в качестве наземного стенда для послеремонтной гонки тех же двигателей.
 
В России начали готовить самолет для испытаний электродвигателя

МОСКВА, 21 мар — РИА Новости. В России стартовала подготовка летающей лаборатории, на которой будет испытана первая в стране гибридная силовая установка с электродвигателем в составе, сообщили РИА Новости в пресс-службе Центрального института авиационного моторостроения имени П.И. Баранова (ЦИАМ, входит в НИЦ "Институт имени Н.Е. Жуковского").

Летные испытания планируется провести в 2022 году. Один из трех двигателей Як-40, которые располагаются в хвостовой части, будет заменен на турбовальный газотурбинный двигатель с электрогенератором, разработанным совместно с Уфимским авиационным техническим университетом.

"В "носу" летающей лаборатории планируется установить электродвигатель, использующий эффект высокотемпературной сверхпроводимости и криогенную систему, который разработан ЗАО "СуперОкс" по заказу Фонда перспективных исследований", — сказали в ЦИАМ.

Там пояснили, что высокотемпературный сверхпроводящий электроэнергетический комплекс — особенность российской разработки. Он призван обеспечить более высокие удельную мощность и КПД "электрических" компонентов (электродвигателей, генераторов, силовых шин передачи электроэнергии) гибридной силовой установки по сравнению с традиционным электротехническим оборудованием. В салоне самолета будут установлены аккумуляторы и блоки системы управления. Там же будут располагаться и инженеры-испытатели.

ЦИАМ является головным исполнителем научно-исследовательской работы "Электролет СУ-2020", реализуемой по заказу Минпромторга России. Основная задача института в рамках этой работы — расчетно-экспериментальные исследования в обеспечение создания демонстратора технологий гибридной силовой установки для перспективных российских самолетов для межрегиональных перевозок.

 
Агентство NASA показало три концепт-арта X-57 Maxwell в финальной версии. Модель IV с узким крылом и полутораметровыми пропеллерами на концах крыльев стала первой за два года пилотируемой версией этого электрического самолета.




 
- исходник:
 
То, о чём в презентациях "почему-то" не говорится.

A battery's efficiency, or ability to hold power, is measured in specific energy. Right now, even the best batteries have a specific energy of only 250 watt-hours per kilogram, but we have to get closer to 800 to really start flying, and that is still nothing compared to jet fuel's specific energy, which is nearly 12,000 watt-hours per kilogram.

Эффективность батареи или её способность удерживать энергию измеряется в удельной энергии. Сейчас даже самые лучшие батареи имеют удельную энергию всего 250 ватт-часов на килограмм, и нам нужно приблизиться к 800, чтобы действительно начать летать, и это все равно ничто по сравнению с удельной энергией реактивного топлива, которая составляет почти 12 000 ватт-часов на килограмм.
 
A_Z, говорится. Притом часто. Только к сожалению эту энергоемкость мы не получим сразу, а в дороге идущие набивают шишки.