Использование чистой энергии, возобновляемых её источников - это важнейший вопрос, от которого, возможно, зависят перспективы нашего дальнейшего существования на этой планете. Исследования в этом направлении ведутся давно и успешно.
В некоторых частях мира уже появились многоэтажные здания, питающиеся от солнечной и ветряной энергии. На дорогах встречается всё больше электромобилей. Но многие к этому уже привыкли и интересуются, когда эти успехи станут видны, допустим, в авиации.
Каждый день в небо планеты Земля поднимаются десятки тысяч самолётов, и все они сжигают тонны керосина. Простой обыватель, заботящийся об экологии, видит их над своей головой, и это тревожит его.
Работы над созданием электрических самолётов ведутся многими конструкторскими коллективами, в том числе в НАСА и AirBus. Но не надейтесь, что в обозримом будущем вам удастся слетать в отпуск на авиалайнере, не загрязняющем атмосферу токсичными выбросами.
Сегодня авиатопливо - это дешёвый и эффективный источник энергии, от которого никто не собирается отказываться.
Важнейшей задачей, которая стоит перед конструкторами самолётов, является размещение на борту достаточного запаса энергии. Вес летательного аппарата и свободное место внутри него – это приоритетные вопросы авиастроения, поэтому идеальными здесь считаются легкие и эффективные источники энергии.
Конструкторы уделяют этому вопросу огромное внимание - в частности, для них гигантское значение имеет так называемая энергетическая плотность топлива. Это количество энергии на единицу объёма или массы источника.
Jet A и Jet A-1, самые распространённые виды топлива в современной авиации, обладают практически максимальной энергетической плотностью, которую можно достичь при переработке нефти. Они дают 43 миллиона джоулей на килограмм-массы. Для сравнения - лучшие аккумуляторы, имеющиеся на рынке, выдают 900000 джоулей на аналогичную меру веса, то есть в 48 раз меньше. Такая разница объясняется отличиями в способах хранения энергии. У авиатоплива - это структура его химических связей. То есть для излечения энергии его нужно просто сжечь.
Аккумуляторы, в свою очередь, запасают её в заряженных молекулах, ионах. Энергия высвобождается здесь посредством передачи электронов между анодом и катодом. Чтобы это стало возможным, требуется большое количество узлов и деталей - это и уже упомянутые анод с катодом, и электролит, способствующий перемещению заряженных ионов, и корпус, внутри которого всё это находится. Представьте только, сколько места это занимает.
Если вы решите отправить в полёт "Боинг-737", один из самых популярных пассажирских самолётов в современной авиации, используя только электричество, придётся загрузить его аккумуляторами общей массой 1 миллион килограмм, или 1000 тонн. Это в 13 раз больше максимальной взлётной массы этого самолёта. Это приблизительно то же самое, что загрузить его кирпичами. У аккумуляторов эффективность, конечно, выше, но ненамного.
Как уже было сказано, работа над созданием электрического самолёта ведётся. Следующим шагом в нужном направлении может стать разработка гибридных электро-систем. Они, естественно, не могут стать окончательным решением задачи и являются, по сути, экспериментальным полигоном приложения усилий, пока специалисты более высокого полёта, физики-теоретики и химики, разбираются с электрической составляющей.
Исследования в этой области могут помочь создать, допустим, более лёгкие и компактные аккумуляторы. Учёные, представляющие кембриджский университет, уже разработали особые литий-воздушные батареи, имеющие энергетическую плотность в 10 раз большую, чем у обычных. Работы, тем не менее, ещё непочатый край. Поэтому наслаждайтесь пока полётами на обычных самолётах с керосиновыми двигателями.
Всему своё время.
