Avion electric

Aeronavă electrică , sau aeronavă solară [1]  - o aeronavă condusă de un motor electric alimentat de  celule de combustie , fotocelule , supercondensatori , baterii , fără fir sau de la un generator electric acționat de un motor cu turbină cu gaz (turboelectric) [2] .

În prezent, avioanele electrice sunt reprezentate în principal de modele experimentale, care includ atât vehicule cu pilot, cât și vehicule fără pilot . Prima lansare oficială a fost în 1957 , iar distribuția modelelor de aeronave electrice a început în   anii 1970 [3] . Primul zbor cu o persoană la bord pe un avion electric a fost efectuat în 1973 , timpul de zbor a fost de 14 minute [4] .

Principala problemă pentru crearea unei aeronave electrice este că capacitatea energetică a bateriilor litiu-ion este de peste zece ori mai mică decât capacitatea energetică a combustibilului kerosen [5] . A doua problemă este că masa unei astfel de aeronave este constantă în timpul zborului, spre deosebire de aeronavele care utilizează combustibil, pe măsură ce combustibilul este consumat, portanța necesară scade, ceea ce vă permite să zburați în moduri mai economice: la o altitudine mai mare. sau cu unghiuri de atac mai mici.

Istorie

Istoria timpurie

Motoarele electrice au fost folosite în avioane încă din secolul al XIX-lea. Pe 8 octombrie 1883, aeronautul francez Gaston Tissandier a efectuat primul zbor pe dirijabilul La France folosind un motor electric de la Werner von Siemens , alimentat de o baterie de 435 de kilograme [6] . În anul următor, Charles Renard , împreună cu Arthur Krebs , a zburat cu o navă cu un motor mai puternic [6] .

Modele de avioane

Lansările de modele de aeronave electrice cu aripă fixă ​​au fost efectuate încă din 1957 , dar există rapoarte neconfirmate despre o lansare în 1909 [7] . Modelele electrice erau mai lente decât modelele cu combustibil lichid și erau mai scumpe. Principalul dezavantaj a fost lipsa bateriilor încăpătoare , în legătură cu care modelele electrice s-au răspândit abia la începutul anilor 1990.

1964 . Inginerul american William Brown i-a demonstrat jurnalistului de la CBS News Walter Cronkite un model de elicopter care primește energia necesară zborului din radiația cu microunde [8] .


1979 . Inginerul sovietic de proiectare Oleg Konstantinovici Antonov a conceput și descris un model de avion electric cu un singur loc.

Primele zboruri cu echipaj

În 1973, Fred Miliški și Heino Brdiska , bazați pe planorul austriac Brditschka HB-3 , au creat varianta Militky MB-E1 cu motor electric. Heino Brdiska a zburat în același an timp de 14 minute. Astfel, modelul Militky MB-E1 a devenit primul avion electric cu pilot care a ridicat un om în aer [4] .

Pe 29 aprilie 1979, în orașul Riverside ( California ), un zbor de 35 de minute cu o persoană la bord a fost realizat de către Mauro Solar Riser , echipat cu un motor electric de 3,5 litri. Cu. și o baterie nichel-cadmiu de 30 de volți luată de la un elicopter Hughes 500 . Deși fotocelule solare au fost amplasate pe aripile aeronavei, nu a existat nicio posibilitate de reîncărcare în timpul zborului. Inițiatorul creației a fost Larry Mauro [9] . Cu toate acestea, problema nu a depășit testarea.

Pe 7 iulie 1981, Solar Challenger a zburat peste Canalul Mânecii . Timpul de zbor a fost de 5 ore 23 minute [10] .

Anii 1980-1990

Din 1983 până în 2003, NASA a finanțat crearea aeronavei Pathfinder și modificările sale Pathfinder Plus , Centurion și Helios , ca parte a cercetării de mediu. Ultimul dintre ele deține recordul pentru cea mai mare altitudine dintre aeronavele cu aripi fără motoare cu reacție - 29,5 km.

În 1990, Eric Raymond și-a încheiat munca la creația sa Sunseeker I , care a început în 1986. Sunseeker I a traversat SUA în 21 de zboruri și 121 de ore în aer.

Anii 2000 - azi

Această zonă a construcției de avioane a primit o descoperire semnificativă la sfârșitul anilor 1990 și începutul anilor 2000, când firmele private au devenit interesate de crearea de avioane electrice. Printre motivele care au contribuit la dezvoltarea unui nou tip de aeronave s-au numărat cerințele crescute pentru protecția mediului , apariția bateriilor moderne de mare capacitate, precum și a materialelor ușoare și durabile. Printre altele, aeronavele electrice se disting printr-un nivel scăzut de zgomot, ceea ce poate fi un bun avantaj atunci când se efectuează operațiuni de recunoaștere .

Vehiculul aerian fără pilot QinetiQ Zephyr , alimentat cu energie solară britanică, a stabilit în 2010 un record mondial pentru durata unui zbor cu UAV, fiind în aer timp de două săptămâni.

Pe 20 iulie 2012, Long-ESA a stabilit un record de viteză pentru aeronavele cu motor electric, accelerând în timpul testului la 326 km/h [11] .

Aeronava elvețiană Solar Impulse , aflată în faza de proiectare, ar putea deveni prima aeronavă din lume cu pilot, capabilă să zboare la nesfârșit datorită energiei solare. În 2015, aeronava Solar Impulse 2 a fost planificată să facă un zbor în jurul lumii (cu aterizări intermediare). Din cauza unor probleme tehnice, zborul a fost întrerupt în iulie 2015 în Insulele Hawaii și s-a încheiat în iulie 2016.

În iulie 2014, Airbus E-FAN a fost prezentat la salonul aerian de la Le Bourget , conceput ca un avion de antrenament capabil să efectueze acrobații [12] .

Pe 28 iunie 2016, Facebook a efectuat o încercare a unei aeronave Aquila fără pilot , alimentată cu energie solară, concepută pentru a distribui internetul locuitorilor din zonele greu accesibile. Potrivit lui Mark Zuckerberg, astfel de dispozitive vor putea zbura până la câteva luni la o altitudine de 18 kilometri. Compania intenționează să creeze o flotă întreagă de astfel de drone [13] .

Pe 4 iulie 2016, Siemens a efectuat o operațiune de probă a aeronavei electrice EXTRA 330LE [5] .

2020: Cea mai mare aeronavă comercială complet electrică efectuează un zbor de test de succes (inginerii de la Magnix și Harbour Air au propulsat un Cessna Grand Caravan 208B) [14] .

Airbus a declarat că compania are planuri de a dezvolta avioane comerciale regionale în viitorul apropiat [15] .

Există proiecte de creare a aeronavelor electrice în Canada, Germania, China și alte țări [5] .

Producție

Avionul cu un singur loc Alisport Silent Club (1997) a fost primul avion electric produs în masă scos la vânzare . Era condus de un motor de 13 kW [16] .

Din mai 2015, producătorul sloven Pipistrel lansează modelul Alpha Electro, un avion complet electric cu două locuri, conceput pentru antrenament [17] .

Compania americană Bye Aerospace din Colorado a început livrările[ când? ] (2020?) a aeronavei sale electrice eFlyer 2 cu două locuri . De asemenea, a anunțat finalizarea eFlyer 800, o aeronavă electrică cu opt locuri cu unul sau doi piloți, care va fi lansat în 2027, comenzile pentru acesta fiind deja acceptate [18] .

Modele viitoare

Principala direcție de dezvoltare va fi creșterea ponderii energiei electrice în consumul de energie al aeronavei datorită utilizării acesteia în sistemele de propulsie ale trenurilor de aterizare pentru rulaj la sol, aer condiționat, pornire motor etc. [19]

Probabil crearea aeronavelor hibride prin analogie cu mașinile hibride , unde un tip de motor poate fi folosit pentru decolare și altul pentru zbor.

Vezi și

Note

  1. ↑ Avion solar // Aviație: Enciclopedie / Cap. ed. G. P. Svișciov . - M  .: Marea Enciclopedie Rusă , 1994. - S. 526. - ISBN 5-85270-086-X .
  2. ↑ Turboelectrolet // Popular Mechanics , noiembrie 2017, p. 37
  3. ↑ Noth, André Istoria zborului solar . Laboratorul de sisteme autonome 3. Zürich: Institutul Federal Elvețian de Tehnologie (iulie 2008). — „Günter Rochelt a fost proiectantul și constructorul Solair I, un avion solar cu anvergura aripilor de 16 m... La 21 august 1983 a zburat în Solair I, mai ales pe energie solară și, de asemenea, termică, timp de 5 ore și 41 de minute.” Data accesului: 8 iulie 2010. Arhivat din original la 1 februarie 2012.
  4. ↑ 1 2 Taylor, John W R. Jane's All the World's Aircraft 1974-75. - Londra: Jane's Yearbooks, 1974. - S. 573. - ISBN 0 354 00502 2 .
  5. ↑ 1 2 3 Oleg Makarov. Up on Electricity // Mecanica populară . - 2018. - Nr. 1 . - S. 64 - 70 .
  6. ↑ 1 2 Renard, Charles ACADÉMIE DES SCIENCES / séance du 18 août 1884 / NAVIGATION AÉRIENNE. - Sur un aerostat dirigeable.  (fr.) . Academia Franceză de Științe (18 august 1884). — "1884 ... l'année dernière par M. Tissandier, qui le premier a appliqué l'électricité à la propulsion des ballons."
  7. ↑ Day, „Tubby” Istoria zborului electric . — „Publicat în „Model Engineer” în 1909 ... elice de stejar ... zburat timp de opt minute ... colonelul HJ Taplin, ... 1957 ... primul model de zbor radio controlat cu motor electric înregistrat oficial." Arhivat din original pe 7 decembrie 2008.
  8. ↑ Fisher, Arthur. Secretul zborului perpetuu? Avion alimentat cu fascicul  (engleză)  // Popular Science  : revistă. - Bonnier Corp., 1988. - ianuarie ( vol. 232 ). — P. 62 .
  9. ↑ Experimental Aircraft Association, Inc. UFM/MAURO SOLAR RISER (2008). Preluat la 27 iunie 2008.
  10. ^ Curry, Marty Solar-Power Research și Dryden (martie 2008). Preluat la 27 iunie 2008.
  11. ↑ Aeronava Long-ESA devine cea mai rapidă aeronavă electrică din lume
  12. ↑ E-Fan: Aeronavă cu ventilator electric potrivită pentru acrobații serioase, demonstrată la salonul aerian de la Le Bourget
  13. ↑ Facebook a testat drona Aquila care distribuie internetul // TASS , 22 iulie 2016
  14. ↑ A fost testată cea mai mare aeronavă comercială electrică // Vesti.ru , 1 iunie 2020
  15. ↑ Bertorelli, Paul Airbus anunță avioane electrice . Avweb (24 aprilie 2014). Data accesului: 28 aprilie 2014.
  16. ↑ AliSport Silent Club > Electric Self- Launch Sailplane (fără datare). Consultat la 4 noiembrie 2009. Arhivat din original pe 20 aprilie 2009.
  17. ↑ Producătorul sloven a primit primul certificat de tip din lume pentru producția de avioane electrice // 3DNews , 13.06.2020
  18. ↑ Avionul electric Bye Aerospace eFlyer 800 poate găzdui șapte pasageri și poate zbura aproape 1000 km // 3DNews , 23.04.2021
  19. ↑ Grigori Tarasevici. Un avion mai electric  // Pisica lui Schrödinger . - 2017. - Nr. 11-12 . - S. 36-41 .

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  În cataloagele bibliografice