Авиетка E-Flight отказалась от топлива и выбрала розетку

Представьте удивление техников на аэродроме, когда пилот только что приземлившегося спортивного самолёта начнёт расспрашивать их не о расположении заправочных шлангов, а о месте нахождения электрической розетки. Заряжать свой летательный аппарат, словно какой-нибудь сотовый телефон – разве не фантастика?

На ежегодном авиашоу ассоциации экспериментальных летательных аппаратов в Ошкоше (EAA AirVenture Oshkosh) американские компании Sonex Aircraft и AeroConversions Products объявили об официальном старте инициативы E-Flight.

Букву "Е" тут можно трактовать по-разному, и как "электрический", и как "безопасный для окружающей среды" и как "этанольный", и как "эффективный" — всё будет правильно, так как это и есть главные цели инициативы: разработка и испытание технологий и агрегатов, которые позволят небольшим самолётам летать либо на экологически "правильном" спирте (чистом, или в виде смеси E85), либо вовсе без топлива — на электричестве из розетки.

Главные действующие лица — Джон Моннет (John Monnett), основатель Sonex, и Пит Бак (Pete Buck), штатный инженер знаменитой группы Skunk Works, подразделения передовых проектов компании Lockheed Martin, и, по совместительству, главный инженер Sonex.

 

 

Электрический спортивный самолёт E-Flight должен проложить дорогу к авиации без выхлопных газов (фото Sonex).

Сначала — пару слов об этаноле. В последнее время автостроители по нему буквально с ума сходят (вот пример). "Зелёное" же топливо, как-никак. А авиастроителей из Sonex он интересует не только из-за экологической чистоты, но и из-за очень высокого октанового числа, которое позволит поднять степень сжатия ДВС и, соответственно, повысить его КПД и улучшить экономичность самолёта.

Сейчас Sonex и AeroConversions экспериментируют с переделанным серийным движком AeroVee 2.0, обычно кушающим авиационный бензин. А ведь и в штатном варианте лёгкий самолётик Sonex (это одна из нынешних моделей компании Sonex, названная так же) с мотором AeroVee имеет расход горючего менее 5,6 литра на 100 километров, на скорости 241 километр в час.

Однако перевод авиационной техники на этанол — не главная часть инициативы E-Flight. Куда важнее попытка внедрения на серийные самолёты электрической тяги.

В 1994 году, ещё до основания Sonex (в 1997-м), Моннет и Бак придумали концепцию лёгкого одноместного спортивного самолёта, заряжаемого от розетки, который должен был установить рекорд скорости для аппаратов такого типа.

Бак даже выполнил технико-экономическое обоснование для этого проекта, получившего название Flash Flight, из которого (обоснования) следовало, что электрический самолёт можно будет построить даже из имеющихся на рынке компонентов, но параметры его окажутся удручающими. Скорость, возможно, и будет рекордной для самолётов на электричестве, но зато продолжительность полёта едва ли превысит 10 минут.

Вероятно, потому Flash Flight так и не был построен. Теперь, с бурным развитием ключевых для этой идеи областей техники: литиевых батарей и мощных (но компактных и лёгких) электромоторов мечта о "полётах из розетки", была возрождена в новом проекте — том самом E-Flight.

Силовая установка E-Flight. Контроллер ещё не готов, потому показан нарисованным ящичком (иллюстрация Sonex).

В качестве базы для электрической модели изобретатели взяли лёгкий спортивный самолёт Waiex, выпускаемый всё той же Sonex. Его масса (пустого) составляет всего 280 килограммов.

Из Waiex новаторы удалили ДВС и топливный бак, заменив на электромотор и блок аккумуляторов. Данный необычный аппарат ещё не летал. Но его расчётная максимальная скорость составляет 209 километров в час, а продолжительность полёта на одной зарядке — 25-45 минут, в зависимости от скорости.

Не все компоненты нового самолёта готовы — часть ещё находится на стадии проектирования или испытаний. А что уже есть?

Инженеры из Sonex и AeroConversions, совместно с Бобом Баучером (Bob Boucher) из компании Astro Flight, разработали и создали опытный образец авиационного тягового электромотора с выдающимися параметрами.

По виду Sonex сравнивает его с 35-унцевой банкой кофе. Правда, весит такая банка вовсе не килограмм, а 22,7 килограмма. Зато энергетические параметры таковы, что любой кофе позавидует. Столь небольшой, в общем-то, и лёгкий мотор (бесколлекторный, 3-фазный, с кобальтовыми магнитами в роторе) рассчитан на напряжение 270 вольт и ток в 200 ампер, а его КПД превышает 90%.

Мотор спроектирован как модульная масштабируемая система. Он составлен из секций, число которых можно менять, изменяя мощность разных версий этого двигателя.

Питать этот агрегат будут литий-полимерные батареи (из числа самых совершенных и доступных на рынке). Они разместятся в 10 оригинальных "коробках безопасности", по 8 батарей в каждой коробке.

Опытный прототип E-Flight со снятым обтекателем. Красная "банка" — 54-киловаттный электромотор. Чёрный корпус скрывает "слоты" для 10 изолированных ящиков с литиевыми батареями. Один такой ящик виден (красного цвета), остальные не установлены (фото Sonex).

Батареи поставляют ток (или заряжаются), а также уравновешивают свой заряд между собой, используя пучок проводов, что идёт в блок управления. Собственно он является одной из самых сложных частей комплекса.

Авторы самолёта посчитали, что на рынке нет контроллеров для электромоторов и зарядных систем для батарей, по своим параметрам (перевариваемая мощность, отнесённая к весу устройства) достаточных для птахи E-Flight. А если кто такую штуковину смог бы поставить на заказ, то цена была бы заоблачной. Потому партнёры по проекту решили создать такой блок сами, хотя и в содружестве с рядом специалистов по электронике.

Интересно, что боксы или коробки с батареями позволяют этим батареям легко расширяться или сжиматься по мере нагрева или охлаждения. Эти же корпуса отвечают за охлаждение батарей. Изнутри они заполнены специальной "охлаждающей пеной" (как она работает — авторы системы не уточняют), снаружи же каждая коробка охлаждается подводимым извне потоком воздуха (на корпусе выполнены рёбра охлаждения).

Но и этого создателям электросамолёта показалось мало. Для пущей безопасности они предусмотрели возможность безвредного (для машины) взрыва (или возгорания) части литиевых батарей (все помнят истории со взрывающимися ноутбуками?). Причём продукты взрыва должны быть выброшены через специальное окно в корпусе прочного и огнестойкого бокса. Окно это соединено с небольшим выпускным коллектором. Таким образом, пожар внутри любого из 10 ящиков не должен привести к возгоранию всего летательного аппарата.

Надо также добавить, что боксы с батареями, если потребуется, могут быть легко сняты с машины и заряжены индивидуально. Это также повысит удобство и безопасность эксплуатации такого самолёта.

Следующее поколение литиевых аккумуляторов, которое уже на подходе, должно обеспечить электросамолёту часовой запас хода, передаёт Aero-News Network.

Создатели опытной машинки не скрывают амбиций: на борту E-Flight нарисована молния и надпись Spirit of Future Flight — "Дух полёта будущего" (фото Sonex).

Но что насчёт появления такого замечательного аппарата в продаже?

Представитель Sonex Марк Шейбл (Mark Schaible) отмечает, что компания не намерена заранее устанавливать какие-то сроки, но в то же время не хочет затягивать проект слишком надолго.

При этом цель E-Flight — появление в портфеле Sonex серийного электрического самолёта, который был бы не дороже обычных (с ДВС) аппаратов того же класса (лёгкие спортивные).

Пусть даже запас хода и "максималка" у электрической модели будут скромнее, чем у его чадящих собратьев. Зато удовольствие от почти бесшумного полёта – куда выше.

Статья о науки и техники получена: Membrana.ru