Авиационная отрасль решает проблему выбросов углекислого газа с помощью новых самолетов, нового топлива и новых концепций. The Washington Post - о том, что ждет авиацию в ближайшем будущем
В ноябре прошлого года небольшой белый продолговатый летательный аппарат с четырьмя пассажирскими местами и шестью жужжащими электрическими двигателями взлетел с вертодрома в центре Манхэттена.
Несколько человек, включая мэра Eric Adams, наблюдали, как воздушное такси, сокращенно называемое eVTOL — электрический самолет вертикального взлета и посадки, — бесшумно, незамеченное прохожими, пролетело вдоль Ист-Ривер.
“Внедрить электрические рейсы и воспользоваться их преимуществами здесь - это мечта”, - сказал собравшимся JoeBen Bevirt, генеральный директор Joby Aviation. Joby - это лишь одна из десятков фирм по всему миру, делающих ставки на eVTOL. Среди их спонсоров - крупнейшие авиационные компании, такие как United Airlines, Delta Air Lines, Embraer.
Многие авиационные компании экспериментируют с новыми технологиями не только для того, чтобы справиться с непрекращающимся экономическим давлением и стать доступным транспортом, но и для того, чтобы быть более экологичными. Помимо перехода на электрические двигатели, перевозчики изучают варианты использования альтернативных видов топлива, а также возвращение к сверхзвуковым полетам.
Согласно отчету, опубликованному Центром мобильности будущего McKinsey, инвесторы уже потратили на это примерно $22,2 млрд. Большинство компаний стремятся запустить свои новые разработки в заметном количестве к концу этого десятилетия - или отправить их на свалку истории, пока они ищут другие варианты.
“Вам нужна революция, подобная революции с электромобилями”, - сказал Anders Forslund, генеральный директор шведской компании Heart Aerospace.
Короткие маршруты могут быть организованы на электрических самолетах
Современные самолеты стали более эффективными и безопасными, чем они были, когда В707, первый реактивный лайнер Boeing, дебютировал в 1958 году. Последняя модель Boeing - В787, выглядит похоже, даже если ее конструкция значительно усовершенствована.
“Эта отрасль основана на удивительном и устойчивом прогрессе”, - сказал Richard Aboulafia, управляющий директор AeroDynamic Advisory, объясняя стремительные изменения в дизайне.
Heart Aerospace намерена изменить это реноме. Инженеры разрабатывают электрический турбовинтовой самолет ES-30 на 30 мест при поддержке таких компаний, как Air Canada, Saab и United. План должен заработать к 2028 году. Хотя ES-30 выглядит как винтовые самолеты,уже доставляющие пассажиров в небольшие города по всему миру, в случае сертификации он может стать революционным: во время полета он не выделяет углерода и работает бесшумно. Более низкая стоимость эксплуатации ES-30 также может помочь авиакомпаниям возобновить короткие маршруты, по которым рейсы прекратились много лет назад.
У электрических самолетов тоже есть свои недостатки. Емкость аккумулятора, несмотря на последние достижения, не соответствует плотности энергии авиатоплива. Установка аккумулятора бОльшего размера значительно увеличила бы вес летательного аппарата. Чтобы компенсировать это, самолетам придется сократить количество пассажирских мест примерно до 40-50. По данным аналитической компании Cirium Diio, в 2023 году на внутренних маршрутах в США в среднем было 132 места на рейс.
Дальность полета также будет ограничена. Электрический самолет должен пролетать в пределах нескольких сотен километров; среднее расстояние, пролетаемое сегодня, составляет 1,2 тыс. километров.
“В 2030 году наша компания не сможет охватить все направления, но мы сможем покрыть маршруты протяженностью до 800 км”, - сказал Kyle Clark, соучредитель и генеральный директор Beta Technologies.
“Мы уже видели, как удельный вес энергии аккумуляторов удваивается”, - продолжил Kyle Clark. Компания впервые запустила испытательный электрический образец в 2017 году, доказав, что самолеты с аккумуляторным питанием могут летать. Сейчас идет сертификация серийной модели Alia.
Полемика вокруг направлений развития eVTOL продолжается. Для соединения вертодромов с близлежащими крупными аэропортами после получения сертификата FAA - Федерального управления гражданской авиации Delta Air Lines в партнерстве с Joby планирует предложить услугу премиум-класса Home to Seat - "От дома до места”.
По оценкам компаний, около 1 тыс. человек в день будут выбирать eVTOL вместо автомобилей для поездок в аэропорт и обратно. Согласно последним данным Бюро транспорта США, это число эквивалентно всего 2% от примерно 18,2 млн пассажиров, которых авиакомпания обслужила в нью-йоркском аэропорту имени Джона Ф. Кеннеди в течение года.
“Передвижение людей, у которых больше возможностей для пользования этим видом транспорта, и, в некоторых случаях, избегания пробок, вызывает опасения по поводу справедливости”, - сказал Adam Cohen, старший научный сотрудник Калифорнийского университета в Беркли, изучающий транспортные проблемы.
Сегодня полеты на вертолете между Манхэттеном и аэропортами Кеннеди и Ньюарк стоят не менее $195. Тарифы на перелеты Home to Seat пока не разглашаются.
Первые коммерческие рейсы eVTOL могут быть запущены уже этим летом на Олимпийских играх 2024 года в Париже. Однако задержки с сертификацией могут разрушить эту мечту. И, возможно, уже в 2025 году Joby и Delta запустят рейсы в Нью-Йорк и Лос-Анджелес. А United и Archer Aviation планируют сделать то же самое в Чикаго.
Водород появляется снова - в качестве авиационного топлива
Водород, в зависимости от способа его получения, может вообще не выделять углекислого газа при сгорании. Он также весит меньше, чем большинство аккумуляторов, что позволяет самолету иметь в запасе больше энергии для более длительных полетов. Недостатком использования жидкого водорода является пространство: топливо требует больше места, что означает меньше места для пассажиров.
“Водород всегда был святым граалем авиатоплива”, - сказал Paul Eremenko, генеральный директор Universal Hydrogen. Водород - самый легкий элемент, он может питать топливный элемент, вырабатывающий электроэнергию. Компания, которую поддерживают American Airlines, JetBlue Ventures и другие, разрабатывает систему на водородных топливных элементах, которую можно было бы совместить с существующими винтомоторными самолетами.
Universal Hydrogen начала испытания своих топливных элементов на 40-местном самолете в прошлом году в Мозес-Лейк, штат Вашингтон. Затем летные испытания перенесли в Мохаве, Калифорния, с целью получения сертификата в 2026 году.
Европейский аэрокосмический гигант Airbus рассматривает возможность использования водородного топлива и для своих самолетов. В 2020 году инженеры компании приступили к разработке самолета с водородным двигателем, известного как ZEROe, который планируется ввести в эксплуатацию к середине 2030-х годов. Первоначальные концепции включают четыре самолета: два небольших, менее чем на 100 посадочных мест и два побольше, более чем на 200 мест.
Air New Zealand делает ставку на все новые технологии, от электрических до водородных, для своего будущего авиапарка. Авиакомпания хочет начать полеты внутри страны самолетами с низким уровнем выбросов примерно в 2030 году. В течение двух лет начнутся испытания грузового самолета. Перевозчик активно сотрудничает с компаниями Heart Aerospace и Universal Hydrogen.
“Нам нужно сделать все возможное для поддержки всех технологий, потому что нам понадобится все это”, - сказала Kiri Hannifin, директор по экологичному развитию Air New Zealand. “Самолеты следующего поколения станут символом авиации”.
Сверхзвуковой ренессанс
Скоро снова могут стать возможными сверхбыстрые поездки из Нью-Йорка в Лондон.
Компания Boom Supersonic, стартап в области сверхзвуковых самолетов, получила значительную поддержку от таких компаний, как American Airlines и военно-промышленной Northrop Grumman, за свой реактивный самолет Overture. Если события будут развиваться по плану - а пока это не так - к началу 2030-х годов самолеты с 64-80 пассажирами смогут летать со скоростью, вдвое превышающей скорость современных самолетов. Даже оглушительный звуковой удар, из-за которого Concorde, списанный в 2003 году, был переведен только на океанские маршруты, может быть смягчен, если исследовательские усилия, проводимые в НАСА, увенчаются успехом.
United Airlines стала первой крупной авиакомпанией, взявшей на себя обязательства по запуску. Andrew Chang, директор департамента венчурного финансирования United Airlines Ventures, сказал, что авиакомпания регулярно получает запросы от корпоративных клиентов о состоянии дел. “Уже сейчас есть рынки, которые ожидают таких эффективных дальнемагистральных путешествий”, - сказал Andrew Chang.
Однако сверхзвуковая скорость требует много энергии. По оценкам Boom Supersonic, Overture в среднем на одно место трансатлантического перелета израсходует почти в три раза больше топлива, чем новейшие широкофюзеляжные Airbus и Boeing, в то время как авиационная промышленность сосредоточена на сокращении, а не на росте выбросов.
“Это правда, что для быстрой езды требуется больше энергии”, - сказал Blake Scholl, генеральный директор Boom. “Мы будем работать над энергоэффективностью. … Но нам необходимо найти недорогие и экологически безопасные решения, касающиеся питания самолета.
Решением, по словам Blake Scholl, является SAF - экологически чистое авиационное топливо, изготовленное, например, из отработанного растительного масла, которое могло бы резко сократить выбросы. Однако такое топливо в настоящее время доступно лишь в небольших количествах и в несколько раз дороже традиционного топлива.
Также возникает вопрос о рынках. Где находится достаточное количество путешественников, готовых платить за скорость? Concorde летал только по двум направлениям с достаточным количеством клиентов, готовых платить: из Лондона и Парижа в Нью-Йорк. Blake Scholl сказал, что стоимость билетов на Overture сегодня будет сопоставима с ценами на билеты бизнес-класса.
Самый дешевый билет бизнес-класса в одну сторону между Нью-Йорком и Лондоном в начале марта стоил около $2200, по данным Google Flights.
Не все уверены, что путешественники или их компании будут платить такие деньги за скорость.
“Технологии очень сильно повлияли на создание сверхзвуковой техники”, - сказал Richard Aboulafia, директор AeroDynamic Advisory, имея в виду появление виртуальных совещаний и их резкий рост во время эпидемии коронавируса.
“Вы понятия не имели, что происходит в какой-то точке земного шара”, - продолжил Richard Aboulafia. “Теперь вы постоянно на связи в режиме реального времени, поэтому ваше преимущество в скорости уже не так важно”.
Источник: The Washington Post
Перевод: АвиаОбоз
Ставьте лайки, подписывайтесь на наш канал и оставляйте комментарии внизу. Теперь мы и в Телегараме t.me/aviaoboz
Читайте еще на канале