"Золотое Кольцо" России, расстояния между городами 50-100 километров. Неверное было бы здорово не только быстро и недорого перемещаться между ними, а еще и сделать красивые фотографии и видео с высоты птичьего полета. Это уже не фантастика, а вполне осуществимая история и всего лишь один из примеров из сферы туризма, где самолеты на электротяге могут начинать работать прямо сейчас.
В мае этого года, в новостях прошла заметка о том, что совершил первый полет самый большой на сегодняшний день пассажирский электрический самолет на базе Cessna Grand Caravan 208B. Была использована силовая установка Magni-500 мощностью 750 лошадиных сил (560 кВт). Эта новость означает лишь одно, что коммерческое использование электрических самолетов. Я не буду затрагивать тему экологии, это вопрос спорный, рассмотрим событие исключительно с экономической точки зрения и открывающихся перспектив.
Реальных проектов летающих электрических самолетов в мире не так уж много, но в принципе в России даже можно заказать через официального дилера сертифицированный Pipistrel Alpha Electro, производства Словении. Цена начинается от 120 тыс евро. Это двухместный самолет, соответсвенно может взять лишь одного пассажира и далеко от розетки на нем тоже не улетишь (пока). Однако может быть использован для учебных полетов и вполне может сэкономить владельцу и курсантам много топлива и денег.
Взлетевшая же в мае Cessna - это уже не игрушка, а вполне себе коммерческий транспорт. Да, она не может лететь далеко (опять же пока), но вполне может обеспечить дешевую перевозку на те самые 50-100 км. Если разработчики предусмотрели быструю смену батарей, что было бы логично, то это сократит время простоя самолета для зарядки. Вопрос соотношения цен на топливо к стоимости электричества в штатах я не изучал, в России же по текущим ценам, электричество дешевле примерно в 10 раз, чем стоимость необходимого количества топлива на такой же перелет. Цена топлива, не единственная составляющая стоимости летного часа, но очень существенная. Пересчитав цену электричества на стоимость перевозки 1 пассажира скажем на 100 км, на самолете размерностью Cessna Caravan, получаем менее 400 рублей, а это согласитесь, вполне доступная цена для массовых перевозок. Не скажу за всю Россию, но проезд от Курского вокзала в Москве до Серпухова, это как раз примерно 100 км, на обычной электричке составляет 260 рублей, на экспрессе - от 360 до 420 рублей, но даже на нем дорога займет 1,5 часа, на самолете это расстояние преодолевается примерно за 20-25 минут, включая взлет-посадку. Так что как видите, с приходом электричества, малая авиация может снова стать доступной, весомой и конкурентной частью транспортной инфраструктуры даже в европейской части страны. Я уже не говорю о местах, где альтернативы передвижению по воздуху просто не существует, а таких мест в нашей стране не мало.
На текущий момент, емкость батарей остается главным препятствием к широкому распространению электрического транспорта, однако даже сейчас использование электричества в авиации обретает смысл и пора
начинать об этом думать. Следует учитывать, что ежегодно плотность заряда прибавляет по 5-15%, такими темпами через 5-7 лет она должна удвоиться. Существует также ненулевая вероятность того, что может произойти резкий качественный скачек емкости аккумуляторов и он повысится сразу в разы. Весь мир сейчас занят исследованиями в этой области, и время от времени, появляются новости об очередном прорыве. Желательно, что бы к тому моменту самолеты были спроектированы и уже летали. Поставить новую батарею на готовый самолет и лететь уже не на 100 км, а на 200 или 1000 км - проблем никаких.
Еще из приятностей - электрическая силовая установка, даже при штучном изготовлении, по цене сопоставима с поршневым двигателем аналогичной мощности и на много дешевле турбо-винтового, хотя по соотношению мощности к массе, ближе как раз к последней. Вместе с двигателями внутренного сгорания, "уходят" куча вспомогательных систем, конструкция упрощается, ресурс возрастает. Есть узкое место, связанное с теми же батареями - количество циклов перезарядки, но их периодическая замена не должна превысить по стоимости обязательных межресурсных ремонтов ДВС, в особенности турбо-винтовых.
О чем думает минпромторг с РОСНАНО в части силовых установок и батарей, мне неизвестно. Пока что, российские батареи, выпускаемые в Новосибирске, уступают по плотности заряда лучшим мировым образцам в три раза. Это может быть не критично для автобуса на электротяге, но в авиации, где каждый килограмм на счету - неприемлемо. Кроме собственного веса желательно везти полезную нагрузку.
В части силовых установок, ситуацию как всегда спасают энтузиасты и увлеченные люди. На моем канале уже есть статьи, посвященные разработкам Владимира Петрова про электрический мотоцикл и электрический же квадроцикл, которые по своим характеристикам оказались круче всего, что делалось в мире. Подход Владимира к проектированию электроприводов, оказался очень кстати и для различных летающих конструкций, от парапланов и планеров (видео), до тяжелых коптеров (видео) и классических самолетных схем.
Если рассматривать именно самолеты, то на сегодняшний момент спроектирован и воспроизведен "в железе" небольшой двигатель мощностью 70 кВт (~95 л с), который может заменить например популярный в мире авиационный мотор Rotax 912. Пока проводятся наземные испытания. Как ни странно, при схожих с ДВС мощностных характеристиках, параметры электрической винто-моторной группы отличаются. Электрические лошади "по-толще" бензиновых за счет более высокого крутящего момента и отсутствия рывков, возникающих при поджигании смеси в цилиндре. Казалось бы, что этим можно пренебречь, но только за счет этого эффективность винта возрастает на 5-10%, а это дополнительная скорость и/или время полета. Подбираются оптимальные соотношения частоты вращения к шагу винта, что бы в дальнейшем реализовать это программно, а так же в целом закладывается методология испытаний авиационных электрических силовых установок, которая может и будет использована для более мощных двигателей.
Есть предварительные проработки более мощных силовых установок на 250 кВт (~340 л с) и 500 кВт (~680 л с), теоретически возможно замахнуться и на 1000 кВт (~1 360 л с), такой двигатель будет способен поднять в воздух например Ан-2. Таким образом, должна получиться линейка двигателей, полностью перекрывающая потребности малой авиации внутри АП-23, и теоретически ничто не мешает переходу в АП-25.
Следующий вопрос, который возникает - на какие самолеты же эти двигатели устанавливать. В России есть большее количество частных компаний, занимающихся производством авиационной техники, однако проблема состоит в том, что практически никто из них не доводит свою продукцию до сертификации типа. Производимые самолеты регистрируются как единичные экземпляры воздушного судна (ЕЭВС), а данный вид сертификации не позволяет выполнять коммерческие полеты. Государство в лице Минпромторга, Минтранса с Росавиацией это мало заботит, несмотря на отсутствие в стране целой отрасли. Однако есть надежда на улучшение ситуации, в Госдуму внесены ряд законопроектов о внесении изменений в Воздушный кодекс, которые должны облегчить жизнь малым эксплуатантам авиационной техники. Сейчас же у нас есть АОН (авиация общего назначения) по сути частная авиация, а потом сразу начинается "Аэрофлот".
Как ни странно, ближе всех к сертификации в этом классе подошли не новые разработки, а то что спроектировано еще советской школой конструкторов. Например Т-507 (АТ-3):
Главный конструктор Грунин Евгений Петрович. Данный самолет построен на Хруничев-Авиатехника, первый полет декабрь 2008 года, летчик-испытатель Виктор Заболотский. По рассказу самого Евгения Петровича, машина проектировалась, как не удивительно, под требования заказчика из США. Проработаны варианты с носовой стойкой, на поплавковом шасси, санитарный вариант на четверо носилок.
Простота конструкции в сочетании с приличными ЛТХ, могут сделать из него отличную рабочую лошадку, дешевле Cessna Caravan и Pilatus PC-6 раза в три даже в турбо-винтовой версии. Самолет является идеальным кандидатом на ремоторизацию в электричество. При замене ТВД на электрический мотор аналогичной мощности, при текущем уровне развития батарей, он сможет держаться в воздухе до получаса, плюс навигационный запас. Так как расчеты проводились еще до того как взлетела Cessna, американцы лишь подтвердили их правильность.
Макс. взлетный вес ВС, кг 2850
Макс. вес пустого ВС, кг 1480
Пилот и его багаж 80+4
Масса снаряженного, кг 1590
Макс. масса топлива, кг 623
Макс. вес полезной нагр, кг 1260
Дальность при макс заправке, км 1550
Скорость максимальная, км/час 330
Крейсерская скорость, км/час 305
Экипаж, чел. 1-2
Кол-во пассажиров, чел 7-8
Скорость сваливания, км/час 95
Взлетная дистанция (Н=15 м), м 320
Посадочная дистанция (Н=15 м), м 350
Модель двигателя М-601B
Максимальная мощность, л.с. 720
Длинна самолета, м 9,8
Размах крыла, м 12,94
Площадь крыльев, кв.м. 25,88
Почему он еще не в серии - отдельная история, но есть надежда на то, что худшие времена российской авиации уходят и мы увидим много достойных российских самолетов на аэродромах и в небе, в том числе и электрических.
Пишите что думаете по этому поводу и подписывайтесь на канал, еще много интересного.