stringtranslate.com

Электрический самолет

10 июня 2020 года Velis Electro стал одним из первых сертифицированных типов пилотируемых электрических самолетов.

Электрический самолет — это самолет, работающий на электричестве . Электрические самолеты рассматриваются как способ снижения воздействия авиации на окружающую среду , обеспечивая нулевые выбросы и более тихие полеты. Электричество может подаваться различными способами, наиболее распространенными из которых являются батареи . Большинство имеют электродвигатели, приводящие в движение пропеллеры или турбины.

Пилотируемые полеты на электрическом дирижабле восходят к 19 веку, а на привязном вертолете — к 1917 году . Электрические модели самолетов летали по крайней мере с 1957 года, предшествуя небольшим беспилотным летательным аппаратам (БПЛА) или дронам, используемым сегодня. Малые БПЛА могли использоваться для доставки посылок, а более крупные — для длительных приложений: аэрофотосъемка, наблюдение, телекоммуникации. Первый свободный полет с экипажем на электрическом самолете , MB-E1 , был совершен в 1973 году, и большинство пилотируемых электрических самолетов сегодня по-прежнему являются лишь экспериментальными прототипами. Первый в мире серийно выпускаемый самозапускающийся пилотируемый электрический самолет с сертификацией типа EASA с 2006 года [1] и запатентованной системой батарей, интегрированной в крыло, [2] Lange E1 Antares , совершил свой первый полет в 1999 году; С 2004 года было поставлено более 100 самолетов этого типа, что в общей сложности составило более 165 000 часов полета на электричестве на сегодняшний день (до 2022 года). [3] В период с 2015 по 2016 год Solar Impulse 2 совершил кругосветное путешествие вокруг Земли, используя солнечную энергию. Электрические самолеты вертикального взлета и посадки или персональные воздушные транспортные средства рассматриваются для городской воздушной мобильности . Электрические коммерческие авиалайнеры могут снизить эксплуатационные расходы. [4] : 1–7 

История

К маю 2018 года было известно о почти 100 электрических самолетах, находящихся в стадии разработки. [5] Это больше, чем 70 в предыдущем году, и включает 60% от стартапов, 32% от действующих компаний аэрокосмической отрасли, половина из которых — крупные OEM-производители, и 8% от академических, правительственных организаций и неаэрокосмических компаний, в основном из Европы (45%) и США (40%). [6] В основном это городские аэротакси (50%) и самолеты авиации общего назначения (47%), большинство из которых работают на аккумуляторах (73%), а некоторые — гибридно-электрические (31%), большинство из которых — более крупные авиалайнеры. [6] К маю 2019 года число известных программ разработки электрических самолетов приблизилось к 170, причем большинство из них нацелено на роль городского аэротакси . [7] К 2022 году около 100 проектов электрических самолетов находились в стадии разработки по всему миру. [4] : 10–11  К 2023 году количество концепций устойчивых самолетов, находящихся в разработке (не только электрических), оценивается в 700. [8]

Дирижабли

Использование электричества для приведения в движение самолета впервые было опробовано во время разработки дирижабля во второй половине девятнадцатого века. 8 октября 1883 года Гастон Тиссандье поднял в воздух первый дирижабль с электрическим приводом. [9] : 292  [10] В следующем году Шарль Ренар и Артур Кребс совершили полет на La France с более мощным двигателем. [9] : 306  Даже при грузоподъемности дирижабля тяжелые аккумуляторы, необходимые для хранения электроэнергии, серьезно ограничивали скорость и дальность полета таких ранних дирижаблей.

Ожидается, что полностью электрические дирижабли снова станут доступны к 2030-м годам. [11]

Беспилотные летательные аппараты

В 1909 году было заявлено, что электрическая модель свободного полета пролетела восемь минут, но это утверждение было оспорено создателем первой зарегистрированной электрической радиоуправляемой модели самолета в 1957 году. [12] Плотность мощности для электрического полета была проблематичной даже для небольших моделей.

Беспилотный летательный аппарат NASA Pathfinder Plus с электрическим приводом

Pathfinder, Pathfinder Plus , Centurion и Helios от NASA — серия беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) на солнечных батареях и топливных элементах, разработанная компанией AeroVironment , Inc. с 1983 по 2003 год в рамках программы NASA Environmental Research Aircraft and Sensor Technology . [13] [14] 11 сентября 1995 года Pathfinder установил неофициальный рекорд высоты для самолетов на солнечных батареях в 50 000 футов (15 000 м) во время 12-часового полета из NASA Dryden . После дальнейших модификаций самолет был перемещен на Тихоокеанский ракетный полигон ВМС США (PMRF) на гавайском острове Кауаи . 7 июля 1997 года Pathfinder поднял рекорд высоты для самолетов на солнечных батареях до 71 530 футов (21 800 м), что также стало рекордом для винтовых самолетов. [13]

6 августа 1998 года Pathfinder Plus поднял национальный рекорд высоты до 80 201 фута (24 445 м) для самолетов на солнечных батареях и винтовых двигателях. [13] [15]

14 августа 2001 года Helios установил рекорд высоты в 29 524 метра (96 863 фута) — рекорд для FAI класса U (экспериментальные/новые технологии) и FAI класса U-1.d (дистанционно управляемые БПЛА массой от 500 до 2500 кг (от 1100 до 5500 фунтов)), а также рекорд высоты для винтовых самолетов. [16] 26 июня 2003 года прототип Helios развалился и упал в Тихий океан у Гавайев после того, как самолет попал в турбулентность, что положило конец программе.

В 2005 году компания AC Propulsion провела беспилотный самолет под названием «SoLong» в течение 48 часов без остановок, работая исключительно на солнечной энергии. Это был первый такой круглосуточный полет, на энергии, хранящейся в батареях, установленных на самолете. [17] [18]

QinetiQ Zephyr — это легкий беспилотный летательный аппарат (БПЛА) на солнечных батареях. По состоянию на 23 июля 2010 года ему принадлежит рекорд по продолжительности полета среди беспилотных летательных аппаратов — более 2 недель (336 часов). [19] Он изготовлен из полимера, армированного углеродным волокном , вес версии 2010 года составляет 50 кг (110 фунтов) [20] (вес версии 2008 года — 30 кг (66 фунтов)) с размахом крыльев 22,5 м (74 фута) [20] (размах крыльев версии 2008 года составлял 18 м (59 футов)). Днем он использует солнечный свет для зарядки литий-серных батарей , которые питают самолет ночью. [21] В июле 2010 года Zephyr совершил мировой рекорд продолжительности полета БПЛА — 336 часов, 22 минуты и 8 секунд (более двух недель), а также установил рекорд высоты в 70 742 фута (21 562 м) для класса FAI U-1.c (дистанционно управляемый БПЛА весом от 50 до 500 кг (от 110 до 1100 фунтов)). [22] [23] [24]

Вертикальный полет

Привязной вертолет Петроци-Карман-Журовец ПКЗ-2 1918 года последовал за ПКЗ-1 1917 года.

Для привязного устройства, такого как платформа воздушного наблюдения, можно запустить питание по привязи. В попытке создать более практичное решение, чем неуклюжие воздушные шары, которые тогда использовались, в 1917 году был запущен в полет австро-венгерский электрический вертолет Petróczy-Kármán-Žurovec PKZ-1. Он имел специально разработанный 190-сильный (140 кВт) электродвигатель постоянного тока, произведенный Austro-Daimler , и получал питание по кабелю от наземного генератора постоянного тока. Однако электродвигатели еще не были достаточно мощными для таких применений, и двигатель сгорел всего после нескольких полетов. [25]

В 1964 году Уильям С. Браун из компании Raytheon запустил модель вертолета , который получал всю необходимую для полета энергию посредством микроволновой передачи энергии . [26]

Первым в мире крупномасштабным полностью электрическим конвертопланом стал демонстратор технологий беспилотного летательного аппарата AgustaWestland Project Zero , который выполнил беспилотные боевые полеты на наземном приводе в июне 2011 года, менее чем через шесть месяцев после того, как компания дала официальное добро. [27]

Решение F/Chretien Helicopter

Первый свободно летающий электрический вертолет был Solution F/Chretien Helicopter , разработанный Паскалем Кретьеном в Венеле, Франция. Он прошел путь от концепции автоматизированного проектирования 10 сентября 2010 года до первого полета в августе 2011 года, менее чем за год. [28] [29]

В сентябре 2016 года Мартина Ротблатт и Tier1 Engineering успешно испытали электрический вертолет. Пятиминутный полет достиг высоты 400 футов (120 м) с максимальной скоростью 80 узлов (150 км/ч). Вертолет Robinson R44 был модифицирован двумя трехфазными синхронными двигателями YASA с постоянными магнитами весом 45 кг (100 фунтов), а также 11 литий-полимерными батареями от Brammo весом 500 кг (1100 фунтов). [30] [31] [32] Позже, в 2016 году, он летал в течение 20 минут. [33] [34] 7 декабря 2018 года компания Tier 1 Engineering пролетела на электрическом R44 с питанием от аккумуляторов на расстояние 30 морских миль (56 км) со скоростью 80 узлов (150 км/ч) и на высоте 800 футов (240 м), установив мировой рекорд Гиннесса по самому дальнему расстоянию. [35]

В июне 2017 года Airbus представил свой CityAirbus , демонстрационный образец самолета вертикального взлета и посадки с электроприводом . [36] Многороторный самолет предназначен для перевозки четырех пассажиров, изначально с пилотом, а затем станет самоуправляемым, когда это позволят правила. [36] Его первый беспилотный полет был запланирован на конец 2018 года, а пилотируемые полеты запланированы на 2019 год. [37] Сертификация типа и коммерческое внедрение запланированы на 2023 год. [38]

Ingenuity , малая беспилотная воздушная система НАСА (sUAS), которая полетела на Марс в 2021 году и стала первым внеземным летательным аппаратом, имеет одну пару соосных роторов . Посадочный винтокрылый аппарат Dragonfly должен стать вторым самолетом и винтокрылым аппаратом, который будет работать на другом астрономическом объекте, кроме Земли. Он должен летать в атмосфере Титана, начиная примерно с 2034 года. Возможности VTOL включены для перемещения посадочного модуля и его датчиков в различные места дальше от места посадки. [39]

Экспериментальные демонстраторы

Militky MB-E1, переделанный мотопланер Brditschka HB-3 (позже на фото HB-23), был первым полноразмерным электрическим самолетом.
НАСА разработало X-57 Maxwell на базе Tecnam P2006T

21 октября 1973 года Militky MB-E1, моторный планер Brditschka HB-3, переделанный Фредом Милитки и пилотируемый Хайно Брдичкой, в течение 9 минут вылетел из Линца в Австрии: это был первый электрический самолет, летавший самостоятельно с человеком на борту, работающий от никель-кадмиевых аккумуляторов (NiCad). [40] [41] Никель- кадмиевые аккумуляторы имеют более высокую плотность энергии , чем свинцово-кислотные аккумуляторы , что необходимо для питания летательных аппаратов тяжелее воздуха .

После успешного полета с использованием энергии человека , возобновленный приз Кремера позволил экипажу запасать энергию перед взлетом. [42] В 1980-х годах несколько таких конструкций запасали электроэнергию, вырабатываемую при вращении педалей, включая MIT Monarch и Aerovironment Bionic Bat. [43]

Проект FCD (демонстратор топливных элементов), возглавляемый Boeing, использует моторный планер Diamond HK-36 Super Dimona в качестве исследовательского испытательного стенда для легкого самолета, работающего на водородных топливных элементах. [44] Успешные полеты состоялись в феврале и марте 2008 года. [44] [45]

Европейская комиссия финансировала множество проектов с низким TRL для инновационных электрических или гибридных самолетов. ENFICA-FC — это проект Европейской комиссии по изучению и демонстрации полностью электрического самолета с топливными элементами в качестве основной или вспомогательной системы питания. В течение трехлетнего проекта была разработана система питания на основе топливных элементов, которая впервые была запущена в полет на сверхлегком самолете Rapid 200FC 20 мая 2010 года. [46]

Первый конкурс NASA Green Flight Challenge состоялся в 2011 году, и победу в нем одержал Pipistrel Taurus G4 3 октября 2011 года. [47] [48] [49]

В 2013 году Чип Йейтс продемонстрировал, что самый быстрый в мире электрический самолет, Long ESA, модифицированный Rutan Long-EZ , может превзойти бензиновую Cessna и другие самолеты в серии испытаний, подтвержденных Fédération Aéronautique Internationale . Было установлено, что Long ESA менее дорогой, имеет более высокую максимальную скорость и более высокую скороподъемность, отчасти из-за способности самолета сохранять производительность на высоте, поскольку низкая плотность воздуха не ухудшает производительность двигателя. [50] [51]

В 2017 году компания Siemens использовала модифицированный акробатический самолет Extra EA-300 , 330LE, чтобы установить два новых рекорда: 23 марта на аэродроме Динслакен- Шварце-Хайде в Германии самолет достиг максимальной скорости около 340 км/ч (180 узлов) на расстоянии 3 км (1,6 морских миль), а на следующий день он стал первым электрическим самолетом, буксирующим планер . [52]

NASA разрабатывало X-57 Maxwell для демонстрации технологий по снижению расхода топлива, выбросов и шума, но программа была отменена из-за проблем с двигательной системой. [53] Модифицированный из Tecnam P2006T , X-57 будет иметь 14 электродвигателей, приводящих в движение винты, установленные на передних кромках крыла. [54] В июле 2017 года Scaled Composites модифицирует первый P2006T, заменив поршневые двигатели на электродвигатели, чтобы вылететь в начале 2018 года, затем переместит двигатели на законцовки крыла, чтобы повысить эффективность тяги , и, наконец, установит крыло с большим удлинением и 12 меньшими винтами. [55]

Стартап из США и Великобритании ZeroAvia разрабатывает двигательные установки на топливных элементах с нулевым уровнем выбросов для небольших самолетов и тестирует свой HyFlyer на Оркнейских островах при поддержке правительства Великобритании в размере 2,7 млн ​​фунтов стерлингов. [56]

Самолет на солнечных батареях

Mauro Solar Riser , первый самолет на солнечных батареях, поднялся в воздух 29 апреля 1979 года.
В 2016 году Solar Impulse 2 стал первым самолетом на солнечных батареях, совершившим кругосветное путешествие.

29 апреля 1979 года Mauro Solar Riser стал первым в мире самолетом, работающим на солнечной энергии, с фотоэлектрическими элементами, выдающими 350 Вт (0,47 л. с.) при 30 вольтах и ​​заряжающими небольшую батарею, которая питала двигатель. После 1,5-часовой зарядки батарея могла питать самолет в течение 3–5 минут, чтобы достичь планирующей высоты. [57] Это последовало за успешным модельным испытанием в 1974 году, когда разрабатывались солнечные элементы, в тот же период, что и с никель-кадмиевыми батареями.

Под руководством Фредди То, архитектора и члена комитета премии Кремера , Solar One был спроектирован Дэвидом Уильямсом и произведен Solar-Powered Aircraft Developments. Самолет типа моторного планера, изначально построенный как самолет с педальным приводом для попытки пересечь Ла-Манш, оказался слишком тяжелым для успешного использования человеческой силы и затем был преобразован в солнечную энергию, [58] используя электродвигатель, работающий от батарей, которые заряжались перед полетом с помощью солнечной батареи на крыле. [59] Первый полет Solar One состоялся на аэродроме Лашам , Хэмпшир, 13 июня 1979 года. [60]

MacCready Gossamer Penguin впервые поднялся в воздух с пилотом в 1980 году.

MacCready Solar Challenger впервые поднялся в воздух в 1980 году, а в 1981 году пролетел 163 мили от аэродрома Понтуаз, к северу от Парижа, до базы Королевских ВВС в Манстоне , Англия, проведя в воздухе 5 часов и 23 минуты под управлением пилота Стивена Птачека.

Пилотируемый человеком Solair 1, разработанный Гюнтером Рохельтом, поднялся в воздух в 1983 году с заметно улучшенными характеристиками. [61] [62] Он использовал 2499 солнечных элементов, установленных на крыльях. [61]

Немецкий самолет на солнечных батареях "Icaré II" был спроектирован и построен Институтом дизайна самолетов (Institut für Flugzeugbau) Штутгартского университета в 1996 году. Руководителем проекта и частым пилотом самолета является Рудольф Фойт-Нитшманн, глава института. Проект получил премию Берблингера в 1996 году, премию EAA Special Achievement Award в Ошкоше, Золотую медаль Daidalos Немецкого аэроклуба и премию OSTIV во Франции в 1997 году. [63]

Solar Impulse 2 приводится в действие четырьмя электродвигателями. Энергия от солнечных батарей на крыльях и горизонтальном стабилизаторе хранится в литий-полимерных батареях и используется для привода винтов. [64] [65] В 2012 году первый Solar Impulse совершил первый межконтинентальный полет на солнечном самолете, вылетев из Мадрида , Испания, в Рабат , Марокко. [66] [67] Завершенный в 2014 году, Solar Impulse 2 нес больше солнечных батарей и более мощные двигатели, среди других усовершенствований. В марте 2015 года самолет вылетел на первом этапе запланированного кругосветного путешествия, вылетев на восток из Абу-Даби , Объединенные Арабские Эмираты. [68] Из-за повреждения батареи судно остановилось на Гавайях , где его батареи были заменены. Он возобновил кругосветное плавание в апреле 2016 года [69] и достиг Севильи , Испания, в июне 2016 года. [70] В следующем месяце он вернулся в Абу-Даби, завершив свое кругосветное плавание. [71]

Авиация общего назначения

Сверхлегкий электрический мотопланер Air Energy AE-1 Silent получил одобрение типа в 1998 году. [72]

Применение — как поддерживающий двигатель или даже двигатель для самостоятельного запуска планеров . Наиболее распространенной системой является передний электрический маршевый двигатель , который используется в более чем 240 планерах. Короткий диапазон не является проблемой, поскольку двигатель используется только кратковременно, либо для запуска, либо для избежания приземления (незапланированная посадка во время парения).

Первый коммерчески доступный, несертифицированный серийный электрический самолет, самозапускающийся планер Alisport Silent Club , поднялся в воздух в 1997 году. Он опционально приводится в движение электродвигателем постоянного тока мощностью 13 кВт (17 л. с.), работающим от 40 кг (88 фунтов) батарей, которые хранят 1,4 кВт·ч (5,0 МДж) энергии. [73]

Первый сертификат летной годности для электрического самолета был выдан Lange Antares 20E в 2003 году. Это также электрический, самозапускающийся 20-метровый (66 футов) планер/планер с бесщеточным двигателем постоянного тока мощностью 42 кВт (56 л. с.) и литий- ионными батареями , он может подниматься на высоту до 3000 м (9800 футов) с полностью заряженными ячейками. [74] Первый полет состоялся в 2003 году. В 2011 году самолет выиграл конкурс Berblinger 2011 года. [75]

В конце 2000-х годов китайский производитель радиоуправляемых моделей Yuneec International разработал и испытал несколько пилотируемых самолетов с питанием от аккумуляторных батарей, включая E430 — первый электрический самолет, предназначенный для серийного производства, но не смог вывести их на рынок (были построены только прототипы) и в середине 2010-х годов обратился к прибыльному рынку потребительских дронов.

Taurus Electro был первым двухместным электрическим самолетом, когда-либо летавшим, [76] в то время как Taurus Electro G2 является серийной версией, которая была представлена ​​в 2011 году. Приводится в действие электродвигателем мощностью 40 кВт (54 л. с.) и литиевыми батареями для самостоятельного запуска [77] на высоту 2000 м (6600 футов), после чего двигатель убирается, и самолет взлетает как планер. Это первый двухместный электрический самолет, достигший серийного производства. [78] [79]

Поскольку подготовка пилотов делает акцент на коротких полетах, несколько компаний производят или продемонстрировали легкие самолеты, подходящие для начальной летной подготовки. Airbus E-Fan был нацелен на летную подготовку, но проект был отменен. Pipistrel производит легкие спортивные электрические самолеты, такие как Pipistrel WATTsUP , прототип Pipistrel Alpha Electro . Преимуществом электрических самолетов для летной подготовки является более низкая стоимость электроэнергии по сравнению с авиационным топливом. Уровень шума и выбросов выхлопных газов также снижен по сравнению с двигателями внутреннего сгорания.

Bye Aerospace eFlyer 2 (ранее Sun Flyer 2) — это легкий электрический самолет, разработанный и разрабатываемый компанией Bye Aerospace из Денвера, штат Колорадо. Самолет был впервые представлен публике 11 мая 2016 года и совершил свой первый полет 10 апреля 2018 года.

10 июня 2020 года вариант Velis Electro двухместного Pipistrel Virus стал первым электрическим самолетом, получившим сертификат типа от EASA . Оснащенный электродвигателем мощностью 76 л. с. (58 кВт), разработанным совместно с Emrax , он обеспечивает полезную нагрузку 170 кг (370 фунтов), крейсерскую скорость 90 узлов (170 км/ч) и продолжительность полета 50 минут. Pipistrel планирует поставить более 30 экземпляров в 2020 году для эксплуатации в качестве учебно-тренировочного самолета . [80]

12 октября 2021 года Diamond Aircraft объявила о разработке e DA40 , нацеленного на первый полет в 2022 году и сертификацию EASA/FAA Part 23 в 2023 году, адаптированного к рынку летной подготовки. [81] Ожидается, что двухместный самолет сможет летать до 90 минут, при этом эксплуатационные расходы будут на 40% ниже, чем у поршневых двигателей. У eDA40 запланирован трехместный вариант для будущего выпуска. [82] Первый полет eDA40 состоялся 20 июля 2023 года. [83]

Интеграл E

19 февраля 2024 года Aura Aero представит свой первый прототип Integral E.

Проекты авиалайнеров

Испытательный стенд электрического самолета NASA

Испытательный стенд NASA Electric Aircraft Testbed (NEAT) — это реконфигурируемый испытательный стенд NASA на станции Плам-Брук , штат Огайо, который используется для проектирования, разработки, сборки и испытания систем электропитания самолетов — от небольших одно- или двухместных самолетов до авиалайнеров мощностью 20 МВт (27 000 л. с.) . [84] Соглашения NASA об исследованиях (NRA) предоставляются для разработки компонентов электрических двигателей. [85] Эта программа была отменена в 2023 году.

В сентябре 2017 года британский бюджетный перевозчик EasyJet объявил, что разрабатывает электрический 180-местный самолет к 2027 году совместно с Wright Electric . [86] Основанная в 2016 году американская компания Wright Electric построила двухместную экспериментальную версию с 272 кг (600 фунтов) аккумуляторов и считает, что их можно масштабировать с помощью существенно более легких новых химических составов аккумуляторов . Дальность полета в 291 нм (540 км) будет достаточна для 20% пассажиров Easyjet. [87] Затем Wright Electric разработает 10-местный, в конечном итоге как минимум 120-местный однофюзеляжный авиалайнер для ближнемагистральных перевозок и поставит себе цель снизить уровень шума на 50% и снизить расходы на 10%. [88] Джеффри Энглер, генеральный директор Wright Electric, подсчитал, что коммерчески жизнеспособные электрические самолеты приведут к снижению затрат на электроэнергию примерно на 30%. [89]

19 марта 2018 года компания Israel Aerospace Industries объявила о планах по разработке электрического авиалайнера для ближнемагистральных рейсов, используя свой опыт в области электроэнергетических систем для малых БПЛА . [90] Компания могла бы разработать его собственными силами или с помощью стартапа вроде израильской Eviation , американской Zunum Aero или Wright Electric. [90]

Компания MagniX , базирующаяся в Австралии, разработала электрический самолет Cessna 208 Caravan с двигателем мощностью 540 кВт (720 л. с.) для продолжительности полета до часа. [91] Электродвигатель Magni5 компании выдает непрерывную мощность 265 кВт (355 л. с.), пиковую мощность 300 кВт (400 л. с.) при 2500 об/мин с эффективностью 95% при сухой массе 53 кг (117 фунтов), удельной мощности 5 кВт/кг, что составляет конкуренцию 260 кВт (350 л. с.), 50 кг (110 фунтов) Siemens SP260D для Extra 330LE . [91] К сентябрю 2018 года электродвигатель мощностью 350 л. с. (260 кВт) с пропеллером был испытан на железной птице Cessna. Caravan мощностью 750 л. с. (560 кВт) впервые поднялся в воздух в 2020 году, а к 2022 году MagniX оценивает, что к 2024 году дальность полета электрического самолета составит 500 и 1000 миль (800 и 1610 км). [92] Двигатель проработал на испытательном динамометре 1000 часов. [93] Железная птица — это передняя часть фюзеляжа Caravan, используемая в качестве испытательного стенда, при этом оригинальный турбовинтовой двигатель Pratt & Whitney Canada PT6 был заменен электродвигателем, инвертором и системой жидкостного охлаждения, включая радиаторы, приводящие в движение пропеллер Cessna 206. [93] Серийный двигатель будет выдавать 280 кВт (380 л. с.) при 1900 об/мин, что ниже 2500 об/мин тестового двигателя, что позволяет производить установку без редуктора. [93] 28 мая 2020 года электрический самолет MagniX Cessna 208B eCaravan на девять пассажиров совершил полет на электротяге [94] в направлении получения сертификата коммерческой эксплуатации. [95]

Электродвигатель MagniX мощностью 560 кВт (750 л. с.) был установлен на гидросамолете de Havilland Canada DHC-2 Beaver . Авиакомпания Harbour Air , базирующаяся в Британской Колумбии , надеялась ввести самолет в коммерческую эксплуатацию в 2021 году для поездок продолжительностью менее 30 минут, пока дальность полета не увеличится по мере внедрения более совершенных аккумуляторов. [56] 10 декабря 2019 года он совершил свой первый полет продолжительностью четыре минуты с реки Фрейзер недалеко от Ванкувера . Штатно установленный поршневой двигатель Pratt & Whitney R-985 Wasp Junior шестиместного Beaver был заменен на 135-килограммовый (297 фунтов) magni500 со сменными аккумуляторами, что позволяло совершать 30-минутные полеты с 30-минутным резервом. [96] К апрелю 2022 года летные испытания сертифицируемой версии через STC были отложены до конца 2023 года, чтобы перевозить четырех пассажиров и пилота в 30-минутных полетах с 30-минутным запасом хода. [97] Magnix добивается сертификации FAA для своего авиационного двигателя Magni650 мощностью 640 кВт (850 л. с.), в то время как поставщик аккумуляторов H55 (дочерняя компания Solar Impulse) добивается одобрения EASA . [97]

Демонстрационный образец немецкого 10-местного самолета Scylax E10 должен подняться в воздух в 2022 году. [ требуется обновление ] Он должен использоваться авиакомпанией FLN Frisia Luftverkehr для соединения островов Восточной Фризии с дальностью полета 300 км (160 морских миль) и короткой взлетно-посадочной дистанцией 300 м (980 футов) . [56]

23 сентября 2020 года базирующаяся в Гетеборге компания Heart Aerospace представила свой проект ES-19, 19-местного полностью электрического коммерческого самолета, который, как планируется, начнет летать к середине 2026 года. [98] С обычным алюминиевым планером и крылом его планируемая дальность полета составляет 400 км (222 морских миль), и ожидается, что он будет работать с взлетно-посадочных полос длиной всего 800 м (2640 футов). [98] Первоначально ориентируясь на авиакомпании, работающие в странах Северной Европы , Heart получила «выражения заинтересованности» в 147 самолетах ES-19 стоимостью около 1,1 млрд евро или 1,3 млрд долларов США (7,5 млн евро или 8,8 млн долларов США каждая) как минимум от восьми авиакомпаний. [98] При поддержке шведского венчурного капиталиста EQT Ventures , правительств стран Северной Европы и Европейского Союза , Heart изначально финансировался шведским инновационным агентством Vinnova и является выпускником стартап-акселератора Кремниевой долины Y Combinator . [98]

22 марта 2021 года базирующаяся в Тулузе компания Aura Aero объявила о разработке своего ERA (Electric Regional Aircraft), электрического самолета на 19 пассажиров, который планируется сертифицировать в 2026 году. [99]

Влияние авиации на окружающую среду

Экологическое воздействие авиации на изменение климата стало основной движущей силой для разработки электрических самолетов, при этом электрическая силовая установка с нулевым уровнем выбросов является целью некоторых групп разработчиков. На авиацию приходится 2,4% всех выбросов CO2, полученных из ископаемого топлива , а выбросы воздушного транспорта в целом увеличились на 32% в период с 2013 по 2018 год. [100] Хотя оценка не связанного с CO2 воздействия авиации на изменение климата является сложной, NOx и инверсионные следы могут увеличить эту ответственность до 3,5%. [101] Другие преимущества - это потенциал для снижения шума в отрасли с серьезным шумовым загрязнением и проблемой снижения его уровня . [102]

Внешний источник питания

Механизмы, позволяющие обеспечить подачу необходимого количества электроэнергии без ее хранения на борту, включают в себя:

Солнечные элементы

Солнечные панели на верхней поверхности крыла NASA Pathfinder

Солнечный элемент преобразует солнечный свет непосредственно в электричество, либо для прямого питания, либо для временного хранения. Выходная мощность солнечных элементов низкая и требует, чтобы многие были соединены вместе, что ограничивает их использование. Типичные солнечные панели, работающие с эффективностью преобразования 15–20% (солнечная энергия в электрическую энергию), производят около 150–200 Вт/м 2 (0,019–0,025 л. с./кв. фут) при прямом солнечном свете. [103] Полезные площади еще больше ограничены, поскольку выход плохо работающей панели влияет на выход всех панелей в ее цепи, то есть все они требуют одинаковых условий, включая нахождение под одинаковым углом к ​​солнцу и отсутствие тени. [104]

В период с 2010 по 2020 год стоимость солнечных модулей снизилась на 90% и продолжает снижаться на 13–15% в год. [105] Эффективность солнечных элементов также существенно возросла: с 2% в 1955 году до 20% в 1985 году, а некоторые экспериментальные системы теперь превышают 44%. Однако большинство технологий с такой высокой эффективностью были возможны только в лабораторных условиях, а не на уровне полномасштабного производства. [106]

Свободная доступность солнечного света делает солнечную энергию привлекательной для высотных, долгосрочных применений, где холод и уменьшенные атмосферные помехи делают их значительно более эффективными, чем на земле. [107] [108] Падение температуры сухого воздуха с увеличением высоты, называемое температурным градиентом окружающей среды (ELR) , составляет в среднем 6,49 °C/км [109] (запоминается в обучении пилотов как 1,98 °C/1000 футов или 3,56 °F/1000 футов), так что температура для типичной высоты полета авиалайнера около 35 000 футов (11 000 м) будет существенно ниже, чем на уровне земли.

Ночные полеты, например, на большие расстояния, а также полеты самолетов, обеспечивающих круглосуточное покрытие определенной территории, обычно требуют наличия резервной системы хранения энергии, которая заряжается в течение дня от избыточной энергии и обеспечивает питание в темное время суток.

Микроволновые печи

Энергораспределение электромагнитной энергии, такой как микроволны , зависит от наземного источника питания. Однако по сравнению с использованием силового кабеля, энергораспределение позволяет самолету двигаться вбок и несет гораздо меньший весовой штраф, особенно с увеличением высоты. Технология была продемонстрирована только на небольших моделях и ждет практической разработки в более крупных масштабах. [110]

Внешние силовые кабели

Для транспортных средств с приводом, заменяющих привязные аэростаты , электрический силовой кабель может быть подключен к наземному источнику питания, такому как электрогенератор или местная электросеть . На малых высотах это позволяет избежать необходимости поднимать батареи, и использовалось экспериментальным наблюдательным аппаратом Petróczy-Kármán-Žurovec PKZ-1 1917 года. Однако чем выше он летит, тем тяжелее становится длина кабеля, который он поднимает.

Накопление энергии

Механизмы для хранения необходимой электроэнергии включают в себя:

Аккумуляторы

Аккумуляторы для электромобиля Robinson R44 Tier1 Engineering

Аккумуляторы являются наиболее распространенным компонентом хранения энергии на борту электрических самолетов из-за их относительно высокой емкости. Аккумуляторы впервые стали питать дирижабли в девятнадцатом веке, но свинцово-кислотные батареи были очень тяжелыми, и только с появлением других химических веществ, таких как никель-кадмиевые (NiCd) позднее в двадцатом веке, батареи стали практичными для самолетов тяжелее воздуха . Современные батареи в основном являются перезаряжаемыми типами, основанными на литиевых технологиях.

Литий-полимерные батареи (LiPo), тип литий-ионных батарей (LIB), давно применяются в беспилотных летательных аппаратах из-за их малого веса и возможности перезарядки. Однако их плотность энергии ограничивает их применение в основном батареями для дронов. [111] Увеличение максимального времени полета путем простого проектирования более крупных самолетов с использованием более крупных батарей неэффективно из-за компромисса между полезной нагрузкой и дальностью полета. После определенного увеличения веса батареи наблюдается убывающая отдача из-за штрафа за массу, не перевешивающего увеличение удельной энергии батареи . [112] [113] Существует аналогичный компромисс между максимальной дальностью полета и количеством пассажиров. Вычислительные инструменты использовались для моделирования этой тенденции, предсказывая, что небольшой электрический самолет со средним весом (1500 кг) и средней плотностью энергии (150 Вт·ч/кг) может преодолеть расстояние ~80 миль с одним пассажиром, ~60 миль с двумя и менее ~30 миль с тремя. [113]

В 2017 году мощность, доступная от батарей, оценивалась в 170 Вт·ч/кг, 145 Вт·ч/кг на валу, включая эффективность системы, в то время как газовая турбина извлекала 6 545 Вт·ч/кг мощности на валу из 11 900 Вт·ч/кг топлива. [114] В 2018 году литий-ионные батареи, включая упаковку и аксессуары, оценивались в 160 Вт·ч/кг, в то время как авиационное топливо давало 12 500 Вт·ч/кг. [115] В 2018 году удельная энергия хранения электроэнергии по -прежнему составляла всего 2% от авиационного топлива . [116] Это соотношение 1:50 делает электрическую тягу непрактичной для дальнемагистральных самолетов, так как миссия на 500 морских миль (930 км) для полностью электрического 12-местного самолета потребовала бы шестикратного увеличения плотности мощности батареи. [117] Тем не менее, аккумуляторные электродвигатели имеют более высокую эффективность (~90%), чем большинство реактивных двигателей (~50%), что может быть дополнительно использовано с помощью новых химических технологий аккумуляторов. [118]

Для возможности использования в электрических самолетах необходимо улучшить хранение энергии. Широко признано, что плотность энергии является узким местом для электрической силовой установки с нулевым уровнем выбросов. [119] [120] Другим ограничением является скорость разряда из-за соотношения энергии спроса и пакета и чувствительных сегментов миссии, поскольку скорость разряда C для взлета составляет 4C, а для посадки — почти 5C. [121] [113] [ необходимо разъяснение ] У электрических самолетов есть дополнительные потребности в генерации тепла и окончании срока службы, требующие новых стратегий управления тепловым режимом, возможностей снижения мощности и режимов отказа аккумуляторной батареи.

По состоянию на 2019 год лучшие литий-ионные аккумуляторы достигли 250–300 Вт·ч/кг, что достаточно для небольшого самолета, в то время как региональному авиалайнеру потребовался бы аккумуляторный блок на 500 Вт·ч/кг, а узкофюзеляжный самолет размером с Airbus A320 потребовал бы 2 кВт·ч/кг. [117] Электроэнергия подходит только для небольших самолетов, в то время как для больших пассажирских самолетов потребовалось бы улучшение плотности энергии в 20 раз по сравнению с литий-ионными аккумуляторами. [122] [ требуется лучший источник ]

Такие батареи могут снизить общие эксплуатационные расходы для некоторых ближнемагистральных рейсов. Например, электричество, используемое в Harbour Air Beavers, обходится им примерно в 0,10 канадских долларов за кВт·ч по сравнению с 2,00 долларами за литр газа [102] , обеспечивая 33 МДж (9,2 кВт·ч) энергии с топливом 44 МДж/кг и плотностью 0,75 Avgas , 0,22 доллара за химический кВт·ч или 0,65 доллара за вал кВт·ч с эффективностью в одну треть. Однако реактивное топливо дешевле, а большие газовые турбины более эффективны. В 2021 году технологии, выходящие за рамки литий-ионных, такие как твердотельные батареи ( литий-серные , LSB) и литий-воздушные батареи (LAB), становятся все более перспективными областями исследований для более конкурентоспособных характеристик аккумуляторных электрических самолетов. [123] [124]

Комитет SAE International AE-7D [125] был сформирован Electro.Aero в 2018 году для стандартизации зарядки и хранения энергии электрических самолетов. Одним из первых разработанных документов был стандарт AS6968 для зарядки электрических самолетов мощностью менее мегаватта. Комитет AE-7D также разрабатывает отчет Aerospace Information Report AIR7357 для зарядки на уровне мегаватт. В некоторых аэропортах есть зарядные станции для электромобилей , которые также могут заряжать самолеты. [126]

Суперконденсаторы

Ультраконденсатор — это гибридная электрохимическая система хранения энергии, объединяющая батареи и конденсаторы, и имеет некоторые преимущества перед батареями, поскольку может заряжаться и разряжаться гораздо быстрее с более высокими пиковыми токами, при этом не будучи таким ограниченным в количестве циклов заряда-разряда, поскольку реакция является не только химической, но и электрической. [127] [ требуется лучший источник ]

Однако их плотность энергии, обычно около 5 Вт·ч/кг, значительно ниже, чем у батарей, и они значительно дороже, даже если учесть их более длительный срок службы. [128] [ нужен лучший источник ]

Топливные элементы

Taurus G4 взлетает из аэропорта округа Сонома в Калифорнии

Топливный элемент (ТЭ) использует реакцию между двумя химическими веществами, такими как водород и кислород , для создания электроэнергии, во многом как жидкостный ракетный двигатель, но генерирует электроэнергию в контролируемой химической реакции, а не тягу. В то время как самолет должен перевозить водород (или аналогичное топливо), что сопряжено с определенными сложностями и рисками, кислород можно получить из атмосферы.

Движение

Электродвигатели

Двигатель Siemens SP200D, приводящий в движение самолет Airbus CityAirbus

Почти все электрические самолеты на сегодняшний день приводятся в действие электродвигателями, приводящими в движение пропеллеры , создающие тягу , или роторы , создающие подъемную силу . [129]

В то время как батареи весят больше, чем эквивалент топлива, электродвигатели весят меньше, чем их аналоги с поршневыми двигателями, и в небольших самолетах, используемых для более коротких полетов, могут частично компенсировать разницу между плотностью электрической и бензиновой энергии. [102] [130] Электродвигатели также не теряют мощность с высотой, в отличие от двигателей внутреннего сгорания, [126] что позволяет избежать необходимости в сложных и дорогостоящих мерах, используемых для предотвращения этого, таких как использование турбокомпрессоров .

Экспериментальный Extra 330 LE имеет двигатель Siemens SP260D мощностью 260 кВт (350 л. с.) весом 50 кг с аккумуляторной батареей емкостью 37,2 кВт·ч для веса самолета 1000 кг. [131] Он заменяет поршневой двигатель Lycoming AEIO-580 мощностью 235 кВт (315 л. с.) весом 202 кг. [132] Масса пустого поршневого двигателя Extra 330 составляет 677 кг, [133] 474 кг без двигателя. Двигатель Lycoming расходует топливо 141 фунт (64 кг) в час при мощности 315 л. с. (235 кВт), [134] или 0,27 кг/кВт·ч: для выработки тех же 37,2 кВт·ч ему требуется 10 кг топлива.

Помимо самого двигателя, вес самолета ограничивается необходимыми запасами энергии: 19-местному самолету требуются обязательные запасы ППП в размере 5% на случай непредвиденных обстоятельств на маршруте, полет на запасной аэродром в 100 морских миль плюс 30 минут ожидания перед посадкой — 308 кг топлива для турбовинтового двигателя или 4300 кг батарей емкостью 250 Вт·ч/кг, что аналогично текущему пустому весу 19-местного самолета. [135] Электрическая силовая установка также включает в себя инвертор мощности , в то время как топливные двигатели имеют собственную топливную систему .

Экспериментальный электродвигатель magniX magni500 мощностью 750 л. с. (560 кВт ) весит 297 фунтов (135 кг) [136] , а сертифицированный Pratt & Whitney Canada PT6 A-114 мощностью 729 л. с. (544 кВт) весит 297 фунтов (135 кг) [137] . Оба двигателя установлены на самолете Cessna 208 Caravan .

Увеличение мощности в сочетании с модификациями Дополнительного сертификата типа (STC) может компенсировать вес батарей за счет увеличения общего эксплуатационного веса самолета, включая посадочный вес. [126] Самолеты, работающие на ископаемом топливе, легче при посадке, что позволяет сделать конструкцию легче. У самолета с питанием от батарей вес остается прежним, поэтому может потребоваться усиление. [126]

Гибридная мощность

Гибридный электрический самолет — это самолет с гибридной электрической силовой установкой. Обычно он взлетает и приземляется на чистой и тихой электрической энергии, а крейсерский полет осуществляется на обычной поршневой или реактивной мощности двигателя. Это делает длительные перелеты практичными, одновременно снижая их углеродный след. [115] К маю 2018 года было более 30 проектов, а с 2032 года предполагалось создание гибридно-электрических авиалайнеров для коротких перелетов . [6] Наиболее продвинутыми являются 10-местный самолет Zunum Aero , [138] демонстратор Airbus E-Fan X , [139] VoltAero Cassio , [140] UTC модифицирует Bombardier Dash 8 , [141] в то время как прототип Ampaire Electric EEL впервые поднялся в воздух 6 июня 2019 года. [142]

Магнитогидродинамика

В ноябре 2018 года инженеры Массачусетского технологического института осуществили первый свободный полет модели самолета без подвижных частей, EAD Airframe Version 2. Он приводится в движение путем создания ионного ветра с использованием магнитогидродинамики (МГД). [143] [144] МГД использовалась для достижения вертикального подъема в прошлом, но только путем подключения системы ионного генератора МГД к внешнему источнику питания.

Поставки

В следующей таблице приведены данные о поставках электрических самолетов по всему миру по производителям.

Список аккумуляторно-электрических самолетов

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "EASA Aircraft Type Certificate Data Sheet – EASA-TCDS.A.092 Issue 4 – Lange E1 Antares" (PDF) . Получено 2024-01-03 .
  2. ^ "Информация о регистре Патент DE номер файла: 195 12 816.8". Немецкое патентное и товарное ведомство . 2011-05-27 . Получено 2024-01-03 .
  3. ^ ""Самое большое количество часов налета на электротяге в мире" – "У нас больше часов налета на электротяге, чем у всех остальных компаний и всех остальных самолетов в мире вместе взятых". - Аксель Ланге, генеральный директор Lange Aviation, в беседе с профессором, доктором Отто Кюнцелем на летном форуме в Берблингене 2022". 31 марта 2022 г. Получено 03.01.2024 .
  4. ^ ab Le Bris, G; et al. (2022). Отчет об исследовании ACRP 236: Подготовка вашего аэропорта для электрических самолетов и водородных технологий. Совет по транспортным исследованиям (отчет). Вашингтон, округ Колумбия.
  5. ^ Роберт Томсон (2018-05-23). ​​«Электрическая тяга наконец-то на карте». Роланд Бергер .
  6. ^ abc Майкл Бруно (24 августа 2018 г.). «Аэрокосмический сектор может увидеть перестройку с появлением электротяги». Aviation Week & Space Technology .
  7. ^ Кейт Сарсфилд (14 мая 2019 г.). «Проекты электрических самолетов достигнут 200 к концу года: Роланд Бергер». Flightglobal .
  8. ^ Тони Харрингтон (28 февраля 2023 г.). «Возникает встряска, поскольку разработчики самолетов с нулевым уровнем выбросов борются за финансирование». Flightglobal .
  9. ^ аб Гастон Тиссандье (1886). La Navigation aérienne (на французском языке). Хашетт. L'aviation и направление аэростатов.
  10. ^ Swopes, Bryan. "Tissandier Electric Airship Archives". Этот день в авиации . Получено 2021-11-19 .
  11. ^ "Электрический дирижабль, разработанный для замены ближнемагистральных авиаперелетов". Dezeen . 2021-06-18 . Получено 2021-11-19 .
  12. ^ Дэйв Дэй (1983). "История электрического полета". Электрический полет . Argus Books. Архивировано из оригинала 2018-08-24 . Получено 2017-07-12 .
  13. ^ abc "NASA Armstrong Fact Sheet: Helios Prototype". NASA . 2015-08-13. Архивировано из оригинала 2010-11-24 . Получено 8 декабря 2015 .
  14. ^ "Нет". Архивировано из оригинала 30 июля 2013 года.
  15. ^ "NAA Record Detail". naa.aero . Архивировано из оригинала 12 февраля 2012 . Получено 8 декабря 2015 .{{cite web}}: CS1 maint: unfit URL (link)
  16. ^ "Aviation and Space World Records". Fédération Aéronautique Internationale. Архивировано из оригинала 16 октября 2013 года . Получено 14 октября 2013 года .
  17. ^ Impulse, Solar. "Solar Impulse Foundation: 1000 прибыльных решений для окружающей среды". solarimpulse.com . Архивировано из оригинала 28 июня 2011 г. Получено 20 августа 2019 г.
  18. ↑ Солнечный самолет преодолевает барьер двухдневных полетов. Архивировано 18 декабря 2014 г. в Wayback Machine Renewable Energy World, 5 июля 2005 г.
  19. ^ Амос, Джонатан (2010-07-23). ​​"'Eternal plane' returns to Earth". BBC News . Получено 2010-07-23 . приземлился в 15:04 BST ... в пятницу ... взлетел ... в 14:40 BST (06:40 по местному времени) в пятницу, 9 июля
  20. ^ ab Amos, Jonathan (2010-07-17). "Солнечный самолет Zephyr летит 7 дней без остановок". BBC News . Получено 2010-07-17 .
  21. ^ QinetiQ Group PLC (nd). "Zephyr – QinetiQ High-Altitude Long-Endurance (HALE) Unmanned Aerial Vehicle (UAV)". Архивировано из оригинала 2008-08-26 . Получено 2008-09-14 .{{cite web}}: CS1 maint: year (link)
  22. ^ Амос, Джонатан (2008-08-24). "Солнечный самолет совершает рекордный полет". BBC News . Получено 2008-08-25 .
  23. ^ Грейди, Мэри (декабрь 2010 г.). «Солнечный дрон устанавливает рекорд выносливости». AvWeb . Получено 30 декабря 2010 г.
  24. ^ "Aviation and Space World Records". Fédération Aéronautique Internationale. Архивировано из оригинала 16 апреля 2015 года . Получено 14 октября 2013 года .
  25. ^ Гросс, П. (1978). «Пионеры вертолетостроения Первой мировой войны». Air Enthusiast . № 6. С. 154–159.
  26. ^ Артур Фишер (январь 1988). «Передача микроволновой энергии: краткая история». Popular Science . № 232. С. 65.
  27. ^ "AHS – Пример статьи Vertiflite: Project Zero". Vtol.org. 2013-03-04 . Получено 2013-04-28 .
  28. ^ "Проблемы гибридизации самолетов". IDTechEx . Получено 29.04.2013 .
  29. ^ "Vertiflete, март/апрель 2012 г. – Интернет-магазин AHS". Vtol.org . Получено 28.04.2013 .
  30. ↑ Грейди, Мэри (17 октября 2016 г.). «Первый полет вертолета на батарейном питании». AVweb.com . Получено 21 октября 2016 г. .
  31. ↑ Брэдли Зинт (7 октября 2016 г.). «Компания Costa Mesa испытывает первый пилотируемый вертолет на батарейном питании». Los Angeles Times . Получено 21 октября 2016 г.
  32. ^ "Посмотрите, как летает первый в мире пилотируемый вертолет на батарейном питании". Fortune . 31 октября 2016 г. Получено 4 ноября 2016 г.
  33. ^ "Первый пилотируемый вертолет на батарейном питании: 20 минут полета с аккумуляторной батареей весом 1100 фунтов". Electrek . 5 октября 2016 г. Получено 6 октября 2016 г.
  34. ^ Видео на YouTube
  35. ^ "Мировой рекорд Гиннесса по самому дальнему расстоянию, пройденному электрическим вертолетом". 28 апреля 2020 г. Получено 28 апреля 2020 г.
  36. ^ ab "CityAirbus Backgrounder" (PDF) . Airbus. Июнь 2017 г.
  37. ↑ Доминик Перри (20 декабря 2017 г.). «Airbus Helicopters усиливает установку CityAirbus „железная птица“». Flightglobal .
  38. ^ "Демонстрационный самолет CityAirbus прошел важный этап испытаний силовой установки" (пресс-релиз). Airbus. 3 октября 2017 г.
  39. ^ Лоренц, RD Планетарные исследования с изобретательностью и стрекозой: полет винтокрылого аппарата на Марс и Титан. Библиотека полетов, AIAA, 2022. ISBN 978-1-62410-636-1 
  40. ^ "Электрический самолет" (PDF) . Flight international . 1973. Архивировано из оригинала (PDF) 15 июня 2013 года.
  41. ^ Тейлор, Джон У. Р. (1974). Все самолеты мира Джейн 1974–75 . Лондон: Jane's Yearbooks. стр. 573. ISBN 0-354-00502-2.
  42. ^ "Flight, 16 марта 1985" (PDF) . Получено 20 августа 2019 .
  43. ^ Bionic Bat – летательный аппарат, работающий на энергии человека M. Cowley, AeroVironment, Inc., Simi Valley, CA; W. MORGAN, AeroVironment, Inc., Simi Valley, CA; P. MACCREADY, AeroVironment, Inc., Monrovia, CA DOI главы: 10.2514/6.1985-1447 Дата публикации: 8 июля 1985 г. – 11 июля 1985 г.
  44. ^ ab Niles, Russ (апрель 2008 г.). "Boeing Flies Fuel Cell Aircraft" . Получено 13 мая 2008 г.
  45. ^ Дэвид Робертсон (2008-04-03). "Boeing испытывает первый самолет на водородном топливе". The Times . Лондон. Архивировано из оригинала 12 июня 2011 г.
  46. ^ Политехнический университет Турина. "ENFICA-FC – Экологически чистый междугородный самолет на топливных элементах". polito.it . Получено 8 декабря 2015 г.
  47. ^ Пью, Гленн (июль 2011 г.). «Taurus G4 стремится к 400 пассажиро-милям на галлон». AVweb . Получено 14 июля 2011 г.
  48. ^ Niles, Russ (август 2011). "Четырехместный электрический самолет летает". AVweb . Получено 15 августа 2011 .
  49. ↑ Грейди, Мэри (сентябрь 2011 г.). «NASA Awards $1.35 Million For Efficient Flight». AVweb . Получено 5 октября 2011 г.
  50. ^ Paur, Jason. «Chip Yates Sets 5 New Electric Plane World Records in 4 Weeks». WIRED . Получено 22.03.2017 .
  51. ^ Дэвис, Алекс. «Этот рекордный электрический самолет топчет бензиновую Cessna». WIRED . Получено 22.03.2017 .
  52. ^ "Мировой рекорд электродвигателя для самолета" (пресс-релиз). Siemens. 20 июня 2017 г.
  53. ^ Аллард Бейтель (2016-06-17). «Электрический исследовательский самолет НАСА получил номер X и новое имя». НАСА .
  54. ^ Баттон, Кит (май 2016 г.). «Полеты на электронах» (стр. 26 выпуска за март 2016 г.) . Aerospace America . Американский институт аэронавтики и астронавтики.
  55. ↑ Грэм Уорвик (19 июля 2017 г.). «NASA продвигается вперед с электрическим X-plane». Aviation Week Network .
  56. ^ abc Грэм Уорвик (10 октября 2019 г.). «Рейсы между островами демонстрируют перспективность рынка для электрифицированных самолетов». Aviation Week & Space Technology .
  57. ^ Experimental Aircraft Association, Inc. (2008). "UFM/MAURO SOLAR RISER" . Получено 27.06.2008 .
  58. ^ AIAA/SAE/ASME 20th Joint Propulsion Conference (1984). "AIAA paper 84-1429" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2011-07-07 . Получено 2011-03-04 .{{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)
  59. ^ Solar Challenger (1980). "Solar Challenger" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2011-08-20 . Получено 04.03.2011 .
  60. ^ Архив Flightglobal (1979). "Первый солнечный самолет Великобритании взлетает" . Получено 04.03.2011 .
  61. ^ ab Noth, André (июль 2008 г.). "История солнечного полета" (PDF) . Лаборатория автономных систем . Цюрих: Швейцарский федеральный технологический институт. стр. 3. Архивировано из оригинала (PDF) 2012-02-01 . Получено 8 июля 2010 г. Гюнтер Рохельт был конструктором и строителем Solair I, солнечного самолета с размахом крыльев 16 м ... 21 августа 1983 года он совершил полет на Solair I, в основном на солнечной энергии, а также на термических потоках, в течение 5 часов 41 минуты.
  62. ^ Хамас, Ахмед А.В. (2007). «Электро- и солнечный поток (1960–1996)». Buch der Synergie (на немецком языке). Архивировано из оригинала 26 июля 2010 года . Проверено 8 июля 2010 г. точно 2,499 Solarzellen ausgestattet, die eine Leistung von 2,2 кВт
  63. ^ Institut für Flugzeugbau (ноябрь 2009 г.). «Икаре в этом году был в отличной форме». Архивировано из оригинала 27 июля 2011 года . Проверено 13 июня 2011 г.
  64. ^ Грейди, Мэри (июнь 2009 г.). "Solar Impulse Unveiling Set For Friday" . Получено 25-06-2009 .
  65. ^ Пью, Гленн (июнь 2009 г.). "Solar Impulse Is Revealed" . Получено 29-06-2009 .
  66. ^ "Солнечный самолет завершил первый межконтинентальный полет". Reuters. 5 июня 2012 г. Получено 6 июня 2012 г.
  67. ^ "Solar Impulse завершил мировой рекордный перелет из Испании в Марокко". CleanTechnica . 6 июня 2012 г. Получено 7 июня 2012 г.
  68. ^ Батрави, Ая (9 марта 2015 г.). «Самолет на солнечных батареях отправляется в полет вокруг света». Associated Press . Получено 14 марта 2015 г.
  69. ^ Амос, Джонатан. «Solar Impulse приземлился до 2016 года», BBC News, 15 июля 2015 г.
  70. ^ "Переход через Атлантику завершен!". Solar Impulse . Получено 27 сентября 2017 г.
  71. ^ Кэррингтон, Дамиан (26 июля 2016 г.). «Солнечный самолет творит историю после завершения кругосветного путешествия». The Guardian . Получено 22 мая 2017 г.
  72. ^ "AE-1 Silent". Air Energy.
  73. ^ AliSport (nd). "Silent Club: Electric Self-launch Sailplane". Архивировано из оригинала 2009-04-20 . Получено 04.11.2009 .{{cite web}}: CS1 maint: year (link)
  74. ↑ 06.09.2011: SWR.de Исследовательские самолеты Antares DLR H2 и Antares H3 Архивировано 12 августа 2006 г. на Wayback Machine
  75. ^ "Berblinger Wettbewerb 2013 Ulm". www.berblinger.ulm.de . Архивировано из оригинала 11 апреля 2015 года . Получено 20 августа 2019 года .
  76. ^ "Первое объявление: [sic] Taurus ELECTRO". Pipistrel Aircraft . 21 декабря 2007 г. Архивировано из оригинала 15 декабря 2008 г.
  77. ^ Грейди, Мэри (февраль 2011 г.). «Pipistrel Launches Electric Motorglider». AvWeb . Получено 17 февраля 2011 г.
  78. ^ "Taurus Electro – Overview". Pipistrel Aircraft . Архивировано из оригинала 2 сентября 2011 года.
  79. ^ «Путешествие по истории электрических самолетов – Прошло почти полвека с момента первого полета человека с электроприводом». Arts.eu . 7 января 2020 г. . Получено 29 апреля 2020 г. .
  80. ^ Кейт Сарсфилд (10 июня 2020 г.). «Pipistrel Velis Electro получил первый сертификат типа полностью электрического самолета». Flightglobal .
  81. ^ "Diamond Aircraft объявляет о будущем полностью электрическом учебном самолете и партнерстве с Electric Power Systems" (пресс-релиз). Diamond Aircraft. 12 октября 2021 г.
  82. ^ Олкок, Чарльз (13 октября 2021 г.). «Diamond представляет планы по созданию полностью электрического учебного самолета eDA40». FutureFlight .
  83. ^ "Первый полет самолета Diamond Aircraft eDA40". www.diamondaircraft.com . 2023-07-26 . Получено 2023-09-29 .
  84. ↑ Дебора Локхарт (17 октября 2016 г.). «Это электричество! Инженеры NASA Glenn испытывают самолеты новой революции». Исследовательский центр NASA Glenn.
  85. ^ Грэм Уорвик (25 августа 2017 г.). «NASA приближает компоненты электродвижения к реальности». Aviation Week & Space Technology .
  86. ^ Виктория Мурс (27 сентября 2017 г.). «EasyJet присоединяется к проекту электрического самолета». Aviation Week Network .
  87. ↑ Доминик Перри (27 сентября 2017 г.). «EasyJet представляет амбиции по созданию электрического самолета для ближнемагистральных перевозок». Flightglobal .
  88. ^ Монаган, Анджела (27 сентября 2017 г.). «EasyJet заявляет, что может начать летать на электрических самолетах в течение десятилетия». The Guardian . Получено 28 сентября 2017 г.
  89. ↑ Сара Янг (29 октября 2018 г.). «EasyJet рассчитывает начать летать на электрических самолетах к 2030 году». Reuters .
  90. ^ ab Graham Warwick (26 марта 2018 г.). «Неделя технологий, 26–30 марта 2018 г.». Неделя авиации и космических технологий .
  91. ^ ab Майкл Бруно (7 июня 2018 г.). «MagniX обещает электрический Cessna Caravan к лету 2019 г.». Aviation Week & Space Technology .
  92. ^ Алекса Рексрот (27 сентября 2018 г.). «MagniX достигла важной вехи на пути к электрическому движению». AIN онлайн .
  93. ^ abc Грэм Уорвик (28 сентября 2018 г.). «MagniX продвигает испытания электрической двигательной системы». Aviation Week & Space Technology .
  94. ^ «Самый большой электрический самолет, когда-либо летавший». BBC . 18 июня 2020 г.
  95. ↑ Марк, Роб (22 декабря 2020 г.). «Электрически приводимый Cessna Caravan продолжает прогресс». flying magazine .
  96. ↑ Джон Хеммердингер (10 декабря 2019 г.). «Harbour Air летает на «первом» полностью электрическом коммерческом самолете — DHC-2 Beaver». FlightGlobal .
  97. ^ ab Доминик Перри (27 апреля 2022 г.). «Harbour Air планирует первый полет сертифицированного электрического Beaver к концу 2023 г.». Flightglobal .
  98. ^ abcd Пилар Вольфстеллер (24 сентября 2020 г.). «Шведская компания Heart Aerospace представляет полностью электрический региональный самолет». Flightglobal .
  99. ↑ Чарльз Бремнер (27 марта 2021 г.). «Французский электрический авиалайнер поднимется в небо через пять лет».
  100. ^ Бродбент, Марк (13 февраля 2020 г.). «Мечтают ли авиакомпании об электрических самолетах?». www.airinternational.com . Lincs, Великобритания: Key Publishing . Получено 17 апреля 2021 г.
  101. ^ «Авиация ответственна за 3,5 процента изменения климата, согласно исследованию». Исследования NOAA . 2020-09-03.
  102. ^ abc Сиглер, Дин (12 декабря 2019 г.). «Электробобр летает в Ванкувере, Британская Колумбия» sustainableskies.org .
  103. ^ Кэтлоу, Эми (26 мая 2020 г.). «Сколько электроэнергии я могу генерировать с помощью солнечных панелей?». www.theecoexperts.co.uk . Получено 18 апреля 2021 г.
  104. ^ Мерфи, Томас У. младший (11 марта 2021 г.). Энергия и человеческие амбиции на конечной планете. eScholarship. стр. 215. ISBN 978-0578867175.
  105. ^ Тейлор, Майкл; Ралон, Пабло; Анута, Гарольд; Аль-Зогхуль, Соня (2020). Стоимость производства возобновляемой энергии в 2019 году. Абу-Даби: Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA). стр. 21. ISBN 978-9292602444. Получено 18 апреля 2021 г. .
  106. ^ Хан, Амос. «Эффективность солнечных фотоэлектрических систем, тогда, сейчас и в будущем». lafayette.edu . Получено 18 апреля 2021 г.
  107. ^ Murmson, Serm (24 апреля 2017 г.). «Перестает ли работать солнечная панель, когда становится слишком холодно?». sciencing.com . Получено 18 апреля 2021 г. .
  108. ^ Luntz, Stephen (8 января 2019 г.). «Как солнечная энергия на больших высотах могла бы обеспечивать энергией целые страны, даже зимой». Архивировано из оригинала 18 апреля 2021 г. Получено 18 апреля 2021 г.
  109. ↑ Руководство по стандартной атмосфере ИКАО (расширенное до 80 км (262 500 футов)) (Третье издание). Международная организация гражданской авиации . 1993. ISBN 9789291940042. Док 7488-CD.
  110. ^ "Power Beaming". Архивировано из оригинала 17 февраля 2013 года . Получено 20 августа 2019 года .
  111. ^ Boggio-Dandry, Andrew (2018). «Perpetual Flight for UAV Drone Swarms Using Continuous Energy Replenishment». 2018 9th IEEE Annual Ubiquitous Computing, Electronics & Mobile Communications Conference (UEMCON) . Том 2018 9th IEEE Annual Ubiquitous Computing, Electronics & Mobile Communications Conference (UEMCON). IEEE. стр. 478–484. doi :10.1109/UEMCON.2018.8796684. ISBN 978-1-5386-7693-6. S2CID  201069705.
  112. ^ Гонсалес-Хорхе, Х. (2017). "Пилотируемые воздушные системы гражданского назначения: обзор". Дроны . 1 : 2. doi : 10.3390/drones1010002 .
  113. ^ abc Fredericks, W. (20 ноября 2018 г.). «Показатели производительности, требуемые от аккумуляторов следующего поколения для электрификации самолетов с вертикальным взлетом и посадкой (VTOL)». ACS Energy Letters . 3 (12): 2989–2994. doi : 10.1021/acsenergylett.8b02195 . S2CID  115445306.
  114. ^ Бьорн Ферм (30 июня 2017 г.). «Уголок Бьорна: Электрический самолет». Лихэм .
  115. ^ ab Philip E. Ross (1 июня 2018 г.). «Гибридные электрические авиалайнеры сократят выбросы и шум». IEEE Spectrum .
  116. ^ Стивен Тримбл (28 мая 2018 г.). «Cessna замыкает разговоры об электрических самолетах». Flightglobal .
  117. ^ ab Seidenman, Paul (10 января 2019 г.). «Как батареи должны развиваться, чтобы соответствовать реактивному топливу». Aviation Week Network . Архивировано из оригинала 19 апреля 2019 г.
  118. ^ Шефер, А. (2019). «Технологические, экономические и экологические перспективы полностью электрических самолетов» . Nature Energy . 4 (2): 160–166. doi :10.1038/s41560-018-0294-x. hdl : 1721.1/126682 . S2CID  134741946.
  119. ^ Лайнбергер, Р. (3 июня 2019 г.). «Изменения в воздухе: возвышенное будущее мобильности: что дальше на горизонте?». Deloitte . Архивировано из оригинала 26.10.2019.
  120. ^ Alnaqeb, Abdullah H.; Li, Yifei; Lui, Yu-Hui; Pradeep, Priyank; Wallin, Joshua; Hu, Chao; Hu, Shan; Wei, Peng (8 января 2018 г.). "Онлайн-прогнозирование разряда батареи и оценка полетной миссии для электрических винтокрылых аппаратов". 2018 AIAA Aerospace Sciences Meeting . doi :10.2514/6.2018-2005. ISBN 978-1-62410-524-1.
  121. ^ Гонсалес-Хорхе, Х. (2017). "пилотируемые воздушные системы гражданского назначения: обзор". Дроны . 1 : 2. doi : 10.3390/drones1010002 .
  122. ^ "3 альтернативных варианта для schonere luchtvaart" (на голландском языке). 5 марта 2019 г.
  123. ^ Дорнбуш, Д. (2021). «Практические соображения по проектированию твердотельных ячеек Li-S для электрической авиации». Electrochimica Acta . 403 : 139406. doi : 10.1016/j.electacta.2021.139406 . S2CID  244619978.
  124. ^ Даффнер, Ф. (2021). «Производство ячеек аккумуляторных батарей после литий-ионных технологий и его совместимость с инфраструктурой производства литий-ионных элементов». Nature Energy . 6 (2): 123. Bibcode :2021NatEn...6..123D. doi :10.1038/s41560-020-00748-8. S2CID  234033882.
  125. ^ «Работы по стандартам SAE».
  126. ^ abcd Джонсен, Фредерик (11 августа 2019 г.). «Электрические самолеты ждут любителей сока». General Aviation News . Получено 17 апреля 2021 г. .
  127. ^ Хэггстрем, Фредрик; Дельсинг, Джеркер (27 ноября 2018 г.). «Хранение энергии Интернета вещей – прогноз». Сбор энергии и системы . 5 (3–4): 43–51. дои : 10.1515/ehs-2018-0010 . S2CID  64526195 . Проверено 30 октября 2020 г. .
  128. ^ Браун, Николас (11 мая 2011 г.). «Более дешевые ультраконденсаторы для электромобилей». cleantechnica.com . Получено 17 апреля 2021 г. .
  129. ^ Brelje, Benjamin J.; Martins, Joaquim RRA (январь 2019 г.). «Электрические, гибридные и турбоэлектрические самолеты с фиксированным крылом: обзор концепций, моделей и подходов к проектированию». Progress in Aerospace Sciences . 104 : 1–19. Bibcode : 2019PrAeS.104....1B. doi : 10.1016/j.paerosci.2018.06.004. S2CID  115439116. Архивировано из оригинала 25.12.2019 . Получено 17.03.2019 .
  130. ^ "Сверхлегкие двигатели для электрических дронов и авиалайнеров". www.idtechex.com . 10 апреля 2015 г.
  131. ↑ Николас Зарт (28 января 2018 г.). «Двухместный электрический самолет «Extra Aircraft 330LE» — еще один электрический самолет, продвигающий вперед гонку за чистый воздух». cleantechnica (пресс-релиз).
  132. ^ "TYPE-CERTIFICATE DATA SHEET No. IM.E.027" (PDF) . Агентство по безопасности полетов Европейского Союза. 7 мая 2020 г.
  133. ^ "ЭКСТРА 330LT" . Extra Flugzeugproduktions – und Vertriebs – GmbH.
  134. ^ "I0-580-B1A Руководство по эксплуатации и установке" (PDF) . Lycoming. Апрель 2003 г. Архивировано из оригинала (PDF) 2021-11-22 . Получено 2021-11-22 .
  135. ^ Бьорн Ферм (1 июля 2021 г.). «Истинная стоимость электрических самолетов». Leeham News .
  136. ^ Джейк Ричардсон (24 октября 2019 г.). «Электрический авиационный двигатель мощностью 750 лошадиных сил протестирован компанией MagniX». cleantechnica .
  137. ^ "Pratt & Whitney Canada PT6 Series Type Certificate" (PDF) . Федеральное управление гражданской авиации . 2007-06-21. Архивировано из оригинала (PDF) 2010-09-10 . Получено 2021-11-22 .
  138. ^ Стивен Тримбл (5 октября 2017 г.). «Zunum запускает гибридно-электрический самолет для регионального рынка». Flightglobal .
  139. ^ "Airbus, Rolls-Royce и Siemens объединяются ради электрического будущего" (PDF) (Пресс-релиз). Airbus, Rolls-Royce, Siemens. 28 ноября 2017 г.(Airbus, Rolls-Royce Архивировано 06.11.2023 в Wayback Machine , Siemens)
  140. ^ Грэм Уорвик (25 октября 2018 г.). «E-Fan Experience порождает французский гибридно-электрический стартап». Aviation Week & Space Technology .
  141. ^ Грэм Уорвик (26 марта 2019 г.). «UTC’s Dash 8 Hybrid-Electric X-Plane Targets Commercial Market» (Гибридно-электрический самолет X-Plane от UTC Targets Commercial Market)». Aviation Week & Space Technology .
  142. ^ "Ampaire объявляет о первом публичном электрическом полете" (пресс-релиз). Ampaire. 6 июня 2019 г. Архивировано из оригинала 26 июня 2019 г. Получено 31 октября 2020 г.
  143. ↑ Дженнифер Чу (21 ноября 2018 г.). «Инженеры MIT впервые управляют самолетом без движущихся частей». MIT News .
  144. ^ Сюй, Хаофэн; Хэ, Иу; Стробель, Киран Л.; Гилмор, Кристофер К.; Келли, Шон П.; Хенник, Купер К.; Себастьян, Томас; Вулстон, Марк Р.; Перро, Дэвид Дж.; Барретт, Стивен Р. Х. (2018-11-21). «Полет самолета с твердотельным двигателем». Nature . 563 (7732): 532–535. Bibcode :2018Natur.563..532X. doi :10.1038/s41586-018-0707-9. PMID  30464270. S2CID  53714800.
  145. ^ "Ежеквартальные поставки и выставление счетов – GAMA". gama.aero . Получено 21.11.2020 ..

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Самолеты с электрическими двигателями» .