Artykuł sponsorowany

(Elektryczną) taksówką z Warszawy do Krakowa w godzinę?

Samolot Wingflyer Braci Wright, 17 grudnia 1903
Samolot Wingflyer Braci Wright, 17 grudnia 1903
źródło: https://pl.wikipedia.org/wiki/Bracia_Wright#/media/File:Wrightflyer.jpg

Od zarania dziejów człowiek marzył o lataniu. Legendy o Ikarze i Dedalu, jak i późniejsze próby przelotów typu ślizgowego (szybowcowego), ziściły się w końcu 17 grudnia 1903 roku, kiedy to bracia Wright pierwszy raz przelecieli swoim samolotem krótkie odcinki (37 m w 12 sekund, potem 279 m w 59 sekund). Datę tę uznaje się za oficjalne rozpoczęcie ery lotnictwa.

Jedynym napędem zdolnym do zapewnienia odpowiedniego ciągu i siły nośnej był – i jest do dziś – silnik spalinowy na benzynę wysokooktanową. Od tamtej pory wciąż doskonalimy nasze maszyny, a transport lotniczy jest jedną z kluczowych gałęzi gospodarki. Zdominowaną, podobnie jak inne rodzaje transportu, w całości przez silniki spalinowe.

Silniki elektryczne potrzebne w rozwoju elektromobilności i lotnictwa elektrycznego

Rozwój technik napędowych postępował powoli. Silniki elektryczne od dawna były w stanie spełnić wymagania stawiane napędom lotniczym, jednak problemem było ich źródło zasilania. Dopiero około 10 lat temu zaczął dokonywać się realny przełom w napędach dla pojazdów latających. W końcówce XX wieku na horyzoncie pojawiły się źródła akumulatorowe o wysokiej energii, jednak nie miały wystarczająco dużych gęstości energii i mocy, a pierwsze ogniwa litowo-jonowe / litowo-polimerowe były stosunkowo zawodne.

Po roku 2000 pojawiły się wysokoparametrowe ogniwa litowo-jonowe, których zastosowanie do napędu modeli latających okazało się bardzo zadowalające w aspekcie czasu i szybkości przelotów. Pierwsze prototypy były wprawdzie dość nieudolne, ale bardzo szybko modele zasilane akumulatorami stały się solidnymi obiektami latającymi, osiągającymi zasięgi przelotów rzędu kilku kilometrów. Dowiedz się więcej o innowacyjnych rozwiązaniach Wamtechnik >>

model samolotu model samolotu firmy Lanyu Chiny
Źródło: YouTubeŹródło: materiały producenta modelu, firma Lanyu Chiny

Dla rozwoju napędów pojazdów latających bezdyskusyjnie kluczowe okazało się wojsko. Nie musząc w zasadzie liczyć się z kosztami, inwestowało część swoich budżetów w badania nad bezzałogowymi pojazdami latającymi [UAV], w tym nad lotniczym napędem elektrycznym. Głównymi odbiorcami dla napędów elektrycznych stały się pojazdy zwiadowcze, ponieważ bezzałogowe samoloty bojowe wymagały silników o większej mocy (np. bezzałogowy bojowy pojazd powietrzny Predator [UCAV]).

Predator firmy Italeri
Źródło: materiały producenta modelu, firma Italeri Włochy

Natomiast dla elektrycznych latających pojazdów zwiadowczych jednym z najlepszych rozwiązań okazał się napęd ze śmigłami poziomymi, czyli quadrokopter (4-śmigła) i hexakopter (6-śmigieł), popularnie nazywany dronem.

quadrokopter hexakopter
Źródło: materiały producenta, firma Nine Eagles Chiny Źródło: materiały producenta, firma DJI Phantom Chiny

Duże możliwości rozbudowy funkcji pojazdów wielowiernikowych

Pojazdy wielowirnikowe tego typu mają stabilny lot, dużą siłę nośną i dużo możliwości rozbudowy funkcji. Począwszy od instalacji wielu czujników (GPS, przeciążenia) i kamer, po szerokie możliwości sterowania (np. automatyczny powrót lub automatyczny przelot z zaprogramowaną trasą według GPS, wraz z równoczesnym wykonywaniem zdjęć).

Doświadczenia z modelami oraz wojskowymi latającymi pojazdami bezzałogowymi od kilku lat wykorzystywane są także w lotnictwie cywilnym. Zarówno jako projekty, jak i pojedyncze prototypy, ale także jako kontrakty komercyjne na dostawy małych samolotów o napędzie elektrycznym.
 
Działają w tym obszarze oczywiście najwięksi (Airbus i Boeing), jak również konsorcja koncernów, np. Airbus-Audi (electric air taxi CityAirbus) czy Bell Helicopters wspólnie z Uber, a także startupy (niemiecki Lilium czy amerykański Bye Aerospace). Według firmy consultingowej Roland Berger, na świecie jest już obecnie ponad 100 różnych programów samolotów elektrycznych w fazie rozwoju. Elektromobilność na wyciągnięcie ręki >>

Airbus-Audi
AIRBUS
Źródło: materiały prasowe Audi Źródło: materiały prasowe AIRBUS

Przewiduje się, że do roku 2030 na świecie będzie 41 megamiast z ponad 5 miliardami ludzi. Transport kołowy i zatłoczenie w ruchu drogowym kosztować będzie 350 miliardów dolarów w EU i USA. Dlatego bardzo poważnie rozważane są futurystyczne wizje transportu przyszłości. Airbus nawiązał współpracę z włoską firmą projektową Italdesign, proponując bezemisyjną, multimodalną i modułową koncepcję dla środowiska miejskiego, na której bazie powstał pomysł Airbus-Audi, czyli skojarzenia wielowirnikowego pojazdu latającego z samochodami.

 AIRBUS
Źródło: materiały prasowe AIRBUS

Jak wyglądałaby podróż Airbusem?

Koncepcja Airbusa składa się z 3 głównych komponentów:

  • kapsuły pasażerskiej z włókien węglowych,
  • zasilanego bateryjnie modułu naziemnego,
  • modułu powietrznego z 8 przeciwbieżnymi śmigłami zasilanymi elektrycznie.

Planowanie i rezerwacja podróży odbywać miałoby się oczywiście za pośrednictwem aplikacji w telefonie. Przedstawione plany zakładają, że kiedy drogi będą zatłoczone, kapsuła odłączy się od modułu naziemnego i zostanie przeniesiona przez moduł powietrzny, stając się samobieżnym miejskim pojazdem powietrznym. Po wylądowaniu kapsuła na nowo podłączy się do modułu naziemnego i przekształci w samochód miejski. Gdy pasażerowie dotrą do celu, wszystkie komponenty autonomicznie powrócą do najbliższej dedykowanej stacji ładowania i oczekiwać będą na kolejnych klientów. Gdyby koncepcja ta kiedykolwiek doszła do skutku, zwiększy ofertę pasażerską linii produktów Airbusa, z ponad 800 osób (pełny odrzutowiec A380) do jednej osoby w taksówce powietrznej.

Bardzo ciekawe są także rozważania nad rodzajami napędu. W grę wchodzą całkiem oczywiste rozwiązania ze śmigłami, napędy wielowirnikowe typu dron oraz napędy odrzutowe zasilanie elektrycznie.

Niedługo wystartuje produkcja seryjna samolotów

Co ciekawe, elektryczne samoloty śmigłowe okazują się być już gotowe do produkcji seryjnej. Jeden z nowych producentów – Bye Aerospace z Colorado USA – rozpoczął realizację zamówienia na 60 maszyn dla klienta OSM Aviation w Norwegii. Firma twierdzi, że w portfelu zamówień ma w sumie już około 300 maszyn.

Bye Aerospace
Bye Aerospace
Źródło: materiały prasowe producenta Bye Aerospace

Dwuosobowy samolot eFlyer-2 wyposażony został w system napędowy Siemensa, o mocy ciągłej do 70 kW, impulsowej 90 kW, prędkości przelotowej około 250 km/h i przewidywanym czasie lotu aż do 3,5 godziny. Zasilany jest baterią akumulatorów litowo-jonowych o konstrukcji modułowej, a szacowana energia systemu to 200kWh (szczegółowe dane nie zostały niestety podane).

EFlyer2 zaprojektowany został dla lotnictwa ogólnego i usług taksówek lotniczych, ale ze szczególnym naciskiem na szkolenie pilotów. Chodziło o osiągnięcie możliwie niskiego poziomu hałasu oraz bardzo niskich kosztów operacyjnych, tak aby nie trzeba było rezygnować z programu praktycznych szkoleń dla pilotów, co ma krytyczny wpływ na ich skuteczność i późniejsze bezpieczeństwo lotów. Według danych producenta 3-godzinne koszty eksploatacji eFlyer2 są 10-razy niższe niż w tradycyjnych samolotach z silnikami tłokowymi (np. klasy Cessna), w dodatku bez emisji CO2 i przy znacznie mniejszym hałasie.

Z kolei e-odrzutowiec stał się ostatnio (w maju 2019), sensacją na rynku niemieckim. Niemiecki startup, firma Lilium GmbH, po pierwszym udanym przelocie zaprezentował w pełni elektryczną, latającą taksówkę odrzutową. Pięcioosobowa maszyna startująca i lądująca pionowo może być sterowana przez pilota lub w automatycznym trybie drona. Niemiecki startup do 2025 r. chce stworzyć flotę zeroemisyjnych samolotów w miastach na całym świecie, oferujących usługę przewozu osób.

Niemiecki startup
Źródło: materiały prasowe firmy Liliu

Samoloty mogą być bardziej eko

Maszyny mają być pięć razy szybsze niż samochód i emitować mniej hałasu niż motocykl. Maksymalna prędkość to 300 km/godz., a zasięg do 300 km (186 mil), co umożliwi przelot między Nowym Jorkiem i Bostonem. Koszty podróży mają być konkurencyjne. Podróż z nowojorskiego lotniska im. Johna F. Kennedy'ego na Manhattan ma kosztować jednego pasażera około 70 dolarów co pokazuje, że latająca taksówka będzie tańszą alternatywą dla helikopterów i konkurencją dla usług przejazdu limuzynami.

Lilium Jet napędzany będzie przez 36 silników elektrycznych, które nie powodują ogłuszającego hałasu związanego ze śmigłowcami i samolotami komercyjnymi. Niskie wibracje zapewnią pasażerom płynną podróż, bez emisji spalin podczas lotu. Z rekordowym stosunkiem mocy do masy i stosunkiem ciągu silników do hałasu, elektryczne silniki odrzutowe Lilium są pierwszymi, które otrzymały certyfikat do użytku komercyjnego. Pełnowymiarowy prototyp zadebiutował w bazie Lilium w pobliżu Monachium. Samolot nie ma ogona, steru, śmigieł ani skrzyni biegów.

Silniki odrzutowe zamontowane są pod skrzydłami, które przechylają się do pionowego startu, a następnie obracają się do poziomu, aby odrzutowiec mógł lecieć w przód w sposób podobny do standardowego samolotu, wykorzystując 10 proc. energii z wielowirnikowej konstrukcji opartej na technologii stosowanej w śmigłowcach. Jak zapewnia producent, takie wykorzystanie energii pozwala maszynie pokonać problemy z zasięgiem, uważane dotychczas za główną przeszkodę dla samolotów z napędem elektrycznym.

Lilium Jet Engines
Lilium Jet Engines
Źródło: materiały prasowe firmy Lilium

Startup posiada obecnie 100 mln dolarów funduszy. Aby jednak wprowadzić latającą taksówkę na rynek, będzie musiał co najmniej podwoić tę kwotę oraz zwiększyć zatrudnienie o setki miejsc pracy – obecnie w firmie pracuje 300 osób. Ten model biznesowy spotkał się z zainteresowaniem ze strony miast na całym świecie. Są plany, aby początkowo rozmieścić Lilium w dwóch lub trzech lokalizacjach testowych, a w każdej z flot umieścić około 20 samolotów, co zapewniłoby rentowność.

Na obecną chwilę firma produkuje własne silniki, baterie i konstrukcje kompozytowe oraz montuje swoje samoloty, planując pozostać niezależna. W związku z tym nie szuka finansowania poprzez zbycie udziałów.

timeline
Źródło: materiały prasowe firmy Lilium
Wamtechnik
Źródło: materiały prasowe firmy Lilium
  Wamtechnik Sp. z o.o

ul.Techniczna 2 bud. H
05-500 Piaseczno

mail:

strona: wamtechnik.pl
 

[artykuł sponsorowany, WAMTECHNIK, silnik elektryczny, samolot elektryczny, napęd elektryczny, silnik odrzutowy, elektromobilność, ogniwa litowo-jonowe]

Komentarze

(0)
Dodaj komentarz
Nie jesteś zalogowany - zaloguj się lub załóż konto. Dzięki temu uzysksz możliwość obserwowania swoich komentarzy oraz dostęp do treści i możliwości dostępnych tylko dla zarejestrowanych użytkowników naszego portalu... dowiedz się więcej »
6/2019

AKTUALNY NUMER:

elektro.info 6/2019
W miesięczniku m.in.:
  • - Wpływ stacji szybkiego ładowania pojazdów elektrycznych na sieć elektroenergetyczną
  • - Projekt zasilania oświetlenia terenu bazy logistycznej
Zobacz szczegóły
Cantoni Motor S.A. Cantoni Motor S.A.
Grupa Cantoni została pionierem w produkcji silników elektrycznych już w XIX wieku i od tego czasu kontynuuje misję wdrażania...
Dom Wydawniczy MEDIUM Rzetelna Firma
Copyright @ 2004-2012 Grupa MEDIUM Spółka z ograniczoną odpowiedzialnością Spółka komandytowa, nr KRS: 0000537655. Wszelkie prawa, w tym Autora, Wydawcy i Producenta bazy danych zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów zabronione. Korzystanie z serwisu i zamieszczonych w nim utworów i danych wyłącznie na zasadach określonych w Zasadach korzystania z serwisu.
realizacja i CMS: omnia.pl