Норвегія переходить на електричні літаки

Цього літа, в липні Кетіл Солвиг-Ольсен, міністр транспорту Норвегії, і Даг Фальк-Петерсен, директор Avinor, компанії з експлуатації аеропортів, спільно вчинили дуже незвичайний політ.

На очах у журналістів вони втиснулися в кабіну двомісного літачка Alpha Electro G2, побудованого словенської Pipistrel. За штурвал сіл Фальк-Петерсен.

Літак здійснив дуже короткий, у кілька хвилин, політ над Осло. Чим же він був незвичайний?

Розгадка частково криється в назві літального апарату, який приводиться в рух виключно електрикою.

Таким чином, літак на батарейках на наших очах пройшов шлях від фантазій, через креслення, до виробництва. І це тільки початок.

Міністр і директор компанії Avinor здійснили цей політ не заради розваги — цим було підкреслено серйозність планів Норвегії в майбутньому радикально знизити вуглецеві викиди в атмосферу.

Уряд країни має намір до 2040 року зробити так, щоб всі місцеві авіаперельоти, чинені з аеропортів країни, здійснювалися на електричних літаках.

Це один з найбільш радикальних планів по зниженню в атмосфері обсягів парникових газів, за викид яких відповідальна світова авіація.

Є тільки одна серйозна перешкода: електричних літаків розміром із стандартний авіалайнер поки не побудовано.

Ринок того, що здатне літати на електриці, нині представлений тільки маленькими апаратами.

Так, наприклад, у тієї моделі, на якій пара норвежців літала над Осло, ледь вистачає місця для двох дорослих (при цьому Солвиг-Ольсен і Даг Фальк-Петерсен зізналися, що перед польотом сиділи на строгій дієті).

Однак, як вважає Фальк-Петерсен, таке становище дуже скоро зміниться.

Кілька років тому керівництво цивільної авіації Норвегії було дуже скептично налаштована щодо електричних літаків, підкреслює він.

«А потім, приблизно три роки тому, наші начальники побували в Тулузі в гостях у компанії Airbus, — розповідає Фальк-Петерсен. — І в Airbus їм розповіли, що вже напружено працюють в цій області. Те ж робить і Boeing у співпраці з Zunum Aero і з НАСА. Ось тому у нас народилася програма електрифікації польотів всередині Норвегії».

Норвегія — підходяще місце для таких експериментів. Велика поверхня країни гориста, біля узбережжя — безліч островів, і в зв’язку з цим здійснюється дуже багато польотів на короткі відстані (компанія Avinor обслуговує 46 аеропортів).

Переїзди по шосе, залізниці або по морю, як правило, займають більше часу, ніж короткий переліт, особливо взимку, коли сніг і лід можуть заважати пересуванню по дорогах.

«У нас політ часто триває від 15 до 30 хвилин, — розповідає Фальк-Петерсен. — Тому ми вирішили розробити програму, в рамках якої виробники електричних літаків могли б через пару років почати змагатися за право брати участь в ній».

Норвегія хотіла б, щоб виробники запропонували электросамолеты на 25-30 місць, щоб ввести в експлуатацію перші з них вже у 2025 році.

«Ми впевнені, що такий літак зможе літати на електриці», — говорить Фальк-Петерсен.

Электросамолеты вже переживають бум популярності — у минулому році, за даними консалтингової фірми Roland Berger, у світі розроблялося більше 100 таких проектів.

Словенська Pipistrel — одна з таких компаній. Її представник Тая Боскарол каже, що зараз йде робота над моделями декількох чотиримісних апаратів, і Taurus G4, ймовірно, стане першим чотиримісним літальним апаратом у світі, приводиться в рух виключно електрикою.

«Ми розробили і декілька альтернативних прототипів — наприклад, чотиримісний літак з водневим двигуном. Є у нас і модель з гібридним двигуном. Цей двигун повністю функціональний, і ми плануємо, що літак здійснить свій перший політ у 2019 році».

У Pipistrel кажуть, що розглядають свої двомісні та чотиримісні апарати як навчальні, але у компанії є плани побудувати до 2025 року і більш великий літак — 19-місцевий авіалайнер з гібридним двигуном.

У Pipistrel є конкуренти. Розташована в передмісті американського Сіетла Zunum Aero — ще одна компанія, яка планує почати виробництво літаків, які потрібні Норвегії.

Заснована в 2013 році, Zunum Aero отримала інвестиції від авіагіганта Boeing і працює над проектами більш важких электролайнеров.

Її гендиректор Ашіш Кумар розповідає, що компанію відразу зацікавили плани норвежців.

«Ми займаємося цим уже п’ять років, — каже він. — Ми вивчили досвід інших компаній і багато чому навчилися».

У Zunum Aero спочатку був план до 2022 році побудувати 12-місний літак для місцевих рейсів, а до 2027-му — 50-місний з дальністю польоту до 1000 миль (близькомагістральний).

І плани компанії цим не обмежуються. «100-місний авіалайнер, здатний літати на відстані до 1500 миль, як ми вважаємо, стане реальністю в кінці 2020-х, — каже Кумар. — Ми здатні дати Норвегії те, що вона хоче».

Подібні амбіції ще більш цікаві в світлі того, які труднощі належить подолати конструкторам.

Повітряному судну, перевозящему десятки пасажирів і їх багаж, необхідно величезна кількість енергії для зльоту і самого польоту. Сьогоднішні авіалайнери, звичайно, легше і економніше, ніж літаки минулого, але жодне паливо, крім нинішнього авіаційного пального, не має енергоємності, необхідної в авіації.

Звичайно, електрику можна зберігати в батареях, але до останнього часу вважалося, що їх знадобиться так багато, що їх вага не дозволить маленькому літаку злетіти.

Кумар, однак, вважає, що «батареї, в певному сенсі, не найголовніша проблема».

Він каже, що саме великі пастки таяться в решті електроніці. Здатні батареї надійно і безпечно зберігати енергію, необхідну для безперебійної роботи критично важливих для польоту систем — протягом усього польоту? І як вирішити проблему тепла, що виділяється усіма цими акумуляторами?

Один з варіантів — зменшення розміру повітряних суден, на яких здійснюються короткі перельоти.

В даний час більшість лайнерів — середньомагістральні (з дальністю польоту від 2500 до 6000 км) і далекомагістральні (більше 6000 км). «Вони сконструйовані для далеких перельотів, але 80% з них обслуговує маршрути до 1500 миль (2400 км)», — підкреслює Кумар.

За його словами, прийшов час покласти край використанню цих великих, важких і дорогих лайнерів для коротких перельотів.

«Для польотів на короткі відстані потрібно конструювати інші літаки

І в Zunum Aero, і в Avinor вважають, що використання электросамолетов є й інші переваги, крім зниження рівня викидів в атмосферу. Наприклад, маленьким літальним апаратам потрібна більш коротка злітно-посадкова смуга, а значить, і територія аеропорту може бути менше.

Ці повітряні судна — не такі гучні, що означає: їх можна використовувати в більш ранній і більш пізній час доби.

І якщо вдасться знизити вага батарей, то і самі літаки стануть легше — отже, для них потрібно менше енергії.

Останнє означає, що знизяться експлуатаційні витрати, що дозволить знизити ціни на квитки. Для авіаційної галузі дешеві квитки — найсильніший аргумент (що підтверджує популярність бюджетних авіакомпаній).

За словами Кумара, нинішні авіалайнери виробляють величезну кількість енергії, щоб живити всі бортові системи — наприклад, Boeing 787 Dreamliner виробляє 1,3 мегават, що вистачило б на те, щоб забезпечити електрикою 850 будинків.

«Не варто прагнути досягти енергоємності авіаційного пального, — підкреслює він. — Але треба зробити так, щоб все працювало».

Складним завданням, за його словами, буде підвищити вироблення енергії до приблизно 5 мегават — стільки може знадобитися, наприклад, для 100-місцевого електролітачка.

Згідно авіаційним нормам безпеки, у авіалайнера має бути достатньо резервного пального для того, щоб у разі виникнення проблеми змінити курс і долетіти до альтернативного аеропорту.

Як вважає Фальк-Петерсен, цілком імовірно, що перше покоління «більше зелених» норвезьких літаків буде використовувати гібридні двигуни. Це приблизно та ж система, що і у популярного автомобіля Toyota Prius, саме з неї почався рух у бік повністю електричних автомобілів.

Батареї можна зарядити і зберігати до тих пір, поки вони не знадобляться. Потім замінити ними ті, які сіли. А сіли — зарядити і використовувати в іншому літаку.

Якщо план норвежців втілиться в життя, він вплине і на ситуацію за межами країни.

Припустимо, що всі рейси коротше 90 хвилин будуть здійснюватися на электросамолетах. Це означає, що ці повітряні судна будуть літати і в аеропорти сусідніх країн, які теж захочуть використовувати такі літаки, щоб зберігати конкурентоспроможність.

«Airbus вже працює над електричним лайнером на 100 пасажирів, що літають на відстань до 1000 км, — говорить Фальк-Петерсон. — Вони планують ввести його в експлуатацію до 2030 року».

Ще одна серйозна проблема — інфраструктура. Норвегія — багата країна з гарним транспортним сполученням, але навіть в такій розвиненій державі перевезення авіапалива пов’язана з труднощами і недешева.

Норвежцям належить вирішити, чи приєднувати зарядні станції для нових літаків до існуючої електромережі або використовувати альтернативні джерела електроенергії.

Так чи інакше, Норвегія продовжує робити перші кроки по шляху до переведення місцевої авіації на електрику.

Політ Фальк-Петерсона з міністром транспорту не став разовим заходом. Як досвідчений пілот, він провів ще одну демонстрацію електролітачка.

«Я зробив за день 12 польотів за 15-20 хвилин кожен, — розповідає він. — І нам не довелося ні разу чекати, поки зарядиться акумулятор. Ми почали польоти повністю зарядженими, а після 20-хвилинного польоту витрачалося 25% батареї».

«Ми ставили літак на прикол, технік починав його заряджати, а ми тим часом обговорювали, як пройшов політ, і готувалися до наступного. Потім поверталися до літака, і він вже був готовий літати, повністю заряджений. Думаємо, що потрібна нам технологія вже є, вже працює».

   
Наука і технології