Норвежское правительство обещало, что к 2040 г. все полеты местных авиалиний страны будут осуществляться на самолетах, двигатели которых работают на электричестве. Для мировой авиационной отрасли это станет настоящей революцией.
Этим летом, в июле Кетил Солвиг-Ольсен, министр транспорта Норвегии, и Даг Фальк-Петерсен, директор Avinor, компании по эксплуатации аэропортов, совместно совершили очень необычный полет.
На глазах у журналистов они втиснулись в кабину двухместного самолетика Alpha Electro G2, построенного словенской Pipistrel. За штурвал сел Фальк-Петерсен.
Самолет совершил очень короткий, в несколько минут, полет над Осло. Чем же он был необычен?
Разгадка частично кроется в названии летательного аппарата, который приводится в движение исключительно электричеством.
Таким образом, самолет на батарейках на наших глазах проделал путь от фантазий, через чертежи, до производства. И это только начало.
Министр и директор компании Avinor совершили этот полет не развлечения ради – этим было подчеркнута серьезность планов Норвегии в будущем радикально снизить углеродные выбросы в атмосферу.
Правительство страны намерено к 2040 году сделать так, чтобы все местные авиаперелеты, совершаемые из аэропортов страны, осуществлялись на электрических самолетах.
Это один из самых радикальных планов по снижению в атмосфере объемов парниковых газов, за выброс которых ответственна мировая авиация.
Есть только одно серьезное препятствие: электрических самолетов размером со стандартный авиалайнер пока не построено.
Рынок того, что способно летать на электричестве, ныне представлен только маленькими аппаратами.
Так, например, в той модели, на которой пара норвежцев летала над Осло, едва хватает места для двух взрослых (при этом Солвиг-Ольсен и Даг Фальк-Петерсен признались, что перед полетом сидели на строгой диете).
Однако, как считает Фальк-Петерсен, такое положение очень скоро изменится.
Несколько лет назад руководство гражданской авиации Норвегии было очень скептически настроено относительно электрических самолетов, подчеркивает он.
“А потом, примерно три года назад, наши начальники побывали в Тулузе в гостях у компании Airbus, – рассказывает Фальк-Петерсен. – И в Airbus им рассказали, что уже напряженно трудятся в этой области. То же делает и Boeing в сотрудничестве с Zunum Aero и с НАСА. Вот поэтому у нас родилась программа по электрификации полетов внутри Норвегии”.
Норвегия – подходящее место для таких экспериментов. Большая поверхность страны гористая, у побережья – множество островов, и в связи с этим осуществляется очень много полетов на короткие расстояния (компания Avinor обслуживает 46 аэропортов).
Переезды по шоссе, железной дороге или по морю, как правило, занимают дольше времени, чем короткий перелет, особенно зимой, когда снег и лед могут мешать передвижению по дорогам.
“У нас полет часто длится от 15 до 30 минут, – рассказывает Фальк-Петерсен. – Поэтому мы решили разработать программу, в рамках которой производители электрических самолетов могли бы через пару лет начать соревноваться за право участвовать в ней”.
Норвегия хотела бы, чтобы производители предложили электросамолеты на 25-30 мест, чтобы ввести в эксплуатацию первые из них уже в 2025 году.
“Мы уверены, что такой самолет сможет летать на электричестве”, – говорит Фальк-Петерсен.
Электросамолеты уже переживают бум популярности – в прошлом году, по данным консалтинговой фирмы Roland Berger, в мире разрабатывалось более 100 таких проектов.
Словенская Pipistrel – одна из таких компаний. Ее представитель Тая Боскарол говорит, что сейчас идет работа над моделями нескольких четырехместных аппаратов, и Taurus G4, вероятно, станет первым четырехместным летательным аппаратом в мире, приводимым в движение исключительно электричеством.
“Мы разработали и несколько альтернативных прототипов – например, четырехместный самолет с водородным двигателем. Есть у нас и модель с гибридным мотором. Этот двигатель полностью функционален, и мы планируем, что самолет совершит свой первый полет уже в 2019 году”.
В Pipistrel говорят, что рассматривают свои двухместные и четырехместные аппараты как учебные, но у компании есть планы построить к 2025 году и более крупный самолет – 19-местный авиалайнер с гибридным двигателем.
У Pipistrel есть конкуренты. Расположенная в пригороде американского Сиэттла Zunum Aero – еще одна компания, планирующая начать производство самолетов, которые нужны Норвегии.
Основанная в 2013 году, Zunum Aero получила инвестиции от авиагиганта Boeing и работает над проектами более тяжелых электролайнеров.
Ее гендиректор Ашиш Кумар рассказывает, что компанию сразу заинтересовали планы норвежцев.
“Мы занимаемся этим уже пять лет, – говорит он. – Мы изучили опыт других компаний и многому научились”.
У Zunum Aero первоначально был план к 2022 году построить 12-местный самолет для местных рейсов, а к 2027-му – 50-местный с дальностью полета 1600 км (ближнемагистральный).
И планы компании этим не ограничиваются. “100-местный авиалайнер, способный летать на расстояния до 1500 миль, как мы считаем, станет реальностью в конце 2020-х, – говорит Кумар. – Мы способны дать Норвегии то, что она хочет”.
Подобные амбиции еще более интересны в свете того, какие трудности предстоит преодолеть конструкторам.
Воздушному судну, перевозящему десятки пассажиров и их багаж, необходимо огромное количество энергии для взлета и самого полета. Сегодняшние авиалайнеры, конечно, легче и экономичнее, чем самолеты прошлого, но ни одно топливо, кроме нынешнего авиационного горючего, не имеет энергоемкости, необходимой в авиации.
Конечно, электричество можно хранить в батареях, но до последнего времени считалось, что их понадобится так много, что их вес не позволит маленькому самолету взлететь.
Кумар, однако, считает, что “батареи, в определенном смысле, не самая главная проблема”.
Он говорит, что самое большие ловушки таятся в остальной электронике. Способны ли батареи надежно и безопасно сохранять энергию, необходимую для бесперебойной работы критически важных для полета систем – на протяжении всего полета? И как решить проблему тепла, выделяемого всеми этими аккумуляторами?
Один из вариантов – уменьшение размера воздушных судов, на которых осуществляются короткие перелеты.
В настоящее время большинство лайнеров – среднемагистральные (с дальностью полета от 2500 до 6000 км) и дальнемагистральные (более 6000 км). “Они сконструированы для дальних перелетов, но 80% из них обслуживает маршруты до 1500 миль (2400 км)”, – подчеркивает Кумар.
По его словам, пришло время положить конец использованию этих больших, тяжелых и дорогих лайнеров для коротких перелетов.
“Для полетов на короткие расстояния нужно конструировать другие самолеты”, – говорит Кумар.
И в Zunum Aero, и в Avinor считают, что у использования электросамолетов есть и другие преимущества, кроме снижения уровня выбросов в атмосферу. Например, маленьким летательным аппаратам нужна более короткая взлетно-посадочная полоса, а значит, и территория аэропорта может быть меньше.
Эти воздушные суда – не такие шумные, что означает: их можно использовать в более раннее и более позднее время суток.
И если удастся снизить вес батарей, то и сами самолеты станут легче – следовательно, для них нужно будет меньше энергии.
Последнее означает, что снизятся эксплуатационные расходы, что позволит понизить цены на билеты. Для авиационной отрасли дешевые билеты – сильнейший аргумент (что подтверждает популярность бюджетных авиакомпаний).
По словам Кумара, нынешние авиалайнеры вырабатывают невероятное количество энергии, чтобы питать все бортовые системы – например, Boeing 787 Dreamliner вырабатывает 1,3 мегаватт, что хватило бы на то, чтобы обеспечить электричеством 850 домов.
“Не стоит стремиться достичь энергоемкости авиационного горючего, – подчеркивает он. – Но надо сделать так, чтобы все работало”.
Сложной задачей, по его словам, будет повысить выработку энергии до примерно 5 мегаватт – столько может понадобиться, например, для 100-местного электросамолета.
Согласно авиационным нормам безопасности, у авиалайнера должно быть достаточно резервного горючего для того, чтобы в случае возникновения проблемы поменять курс и долететь до альтернативного аэропорта.
Как считает Фальк-Петерсен, вполне вероятно, что первое поколение “более зеленых” норвежских самолетов будет использовать гибридные двигатели. Это примерно та же система, что и у популярного автомобиля Toyota Prius, именно с нее началось движение в сторону полностью электрических автомобилей.
Батареи можно зарядить и хранить до тех пор, пока они не понадобятся. Потом заменить ими те, которые сели. А севшие – зарядить и использовать в другом самолете.
Если план норвежцев воплотится в жизнь, он повлияет и на ситуацию за границами страны.
Предположим, что все рейсы короче 90 минут будут осуществляться на электросамолетах. Это означает, что эти воздушные суда будут летать и в аэропорты соседних стран, которые тоже захотят использовать такие самолеты, чтобы сохранять конкурентоспособность.
“Airbus уже работает над электрическим лайнером на 100 пассажиров, летающим на расстояние до 1000 км, – говорит Фальк-Петерсон. – Они планируют ввести его в эксплуатацию к 2030 году”.
Еще одна серьезная проблема – инфраструктура. Норвегия – богатая страна с хорошим транспортным сообщением, но даже в таком развитом государстве перевозка авиатоплива сопряжена с трудностями и недешева.
Норвежцам предстоит решить, подсоединять ли зарядные станции для новых самолетов к существующей электросети или использовать альтернативные источники электроэнергии.
Так или иначе, Норвегия продолжает делать первые шаги по пути к переводу местной авиации на электричество.
Полет Фальк-Петерсона с министром транспорта не стал разовым мероприятием. Как обученный пилот, он провел еще одну демонстрацию электросамолета.
“Я совершил за день 12 полетов по 15-20 минут каждый, – рассказывает он. – И нам не пришлось ни разу ждать, пока зарядится аккумулятор. Мы начали полеты полностью заряженными, а после 20-минутного полета расходовалось 25% батареи”.
“Мы ставили самолет на прикол, техник начинал его заряжать, а мы тем временем обсуждали, как прошел полет, и готовились к следующему. Потом возвращались к самолету, и он уже был готов летать, полностью заряженный. Думаем, что нужная нам технология уже есть, уже работает”. (ЭлектроВести/Энергетика Украины и мира)
