Przed startem pilot cofa przepustnicę, a śmigło niewielkiego samolotu całkowicie się zatrzymuje. W maszynie z silnikiem spalinowym oznaczałoby to poważną awarię. Jednak słoweński Pipistrel Velis Electro, pierwszy elektryczny samolot dopuszczony do szkolenia pilotów, po prostu czeka na zwiększenie mocy. Chwilę później śmigło ponownie rusza, a maszyna niemal bezgłośnie odrywa się od pasa startowego.
Lotnictwo elektryczne nie jest już futurystyczną wizją. Jednak elektryczne samoloty najprawdopodobniej nie zmienią przyszłość transportu lotniczego. Znacznie większe szanse mają napędy hybrydowe, łączące silniki elektryczne z tradycyjnymi turbinami, a w miastach coraz większą rolę mogą odegrać elektryczne powietrzne taksówki.
Podczas tegorocznych targów lotniczych w Farnborough pod Londynem jednym z najważniejszych tematów było zrównoważone lotnictwo. Nic dziwnego. Lotnictwo odpowiada za około 2,5 proc. światowych emisji dwutlenku węgla powodowanych przez działalność człowieka, ale jego rzeczywisty wpływ na klimat jest większy. Wysoko latające samoloty emitują również tlenki azotu i inne substancje zatrzymujące ciepło w atmosferze, których ograniczenie okazuje się szczególnie trudne. Coraz więcej wskazuje więc na to, że branża nie osiągnie zakładanego celu neutralności klimatycznej do 2050 roku.
Baterie mają swoje granice
Choć elektryczne samoloty już istnieją, ich możliwości pozostają ograniczone. Velis Electro może pozostawać w powietrzu około 50 minut, przy czym czas ten obejmuje również obowiązkowy zapas energii na sytuacje awaryjne.
Zdj. Pipistrel Velis Electro
Dla szkół lotniczych to wystarczająco długo. Samolot jest prostszy w obsłudze, tańszy w utrzymaniu, ma niewiele ruchomych części i nie emituje spalin podczas lotu. Firma NEBOair rozwija nawet sieć ładowarek, która ma ułatwić korzystanie z takich maszyn.
Problem pojawia się jednak wtedy, gdy chcemy przewieźć kilkudziesięciu lub kilkuset pasażerów.
W przeciwieństwie do paliwa lotniczego bateria nie staje się lżejsza w trakcie lotu. Od startu do lądowania pozostaje takim samym ciężarem. Jednocześnie samoloty pasażerskie muszą mieć zapas energii pozwalający na oczekiwanie nad lotniskiem lub lot na lotnisko zapasowe. Dzisiejsze akumulatory wciąż magazynują znacznie mniej energii w przeliczeniu na kilogram masy niż paliwo lotnicze. Dlatego eksperci nie spodziewają się, że w najbliższych dekadach powstaną duże samoloty pasażerskie latające wyłącznie na bateriach.
Hybrydy coraz bliżej
To właśnie dlatego producenci coraz częściej stawiają na napędy hybrydowe.
Ich idea przypomina samochody hybrydowe, ale rozwiązania techniczne są bardziej zaawansowane. Silnik elektryczny wykonuje pracę tam, gdzie przynosi największe korzyści, natomiast turbina zapewnia odpowiednią moc i zasięg. Pozwala to ograniczyć zużycie paliwa, a jednocześnie uniknąć problemów wynikających z ogromnej masy akumulatorów.
Największe szanse na sukces mają regionalne samoloty turbośmigłowe. Obsługują one trasy liczące zwykle od około 200 do 800 kilometrów, gdzie oszczędność paliwa jest szczególnie istotna, a wymagany zasięg znacznie mniejszy niż w przypadku międzykontynentalnych lotów.
Jednym z najbardziej zaawansowanych projektów jest rozwijany przez Heart Aerospace trzydziestomiejscowy ES-30. W wersji wyłącznie elektrycznej ma pokonywać około 200 kilometrów, natomiast w konfiguracji hybrydowej nawet 800 kilometrów.
Producent zastosował tzw. hybrydę szeregową. Śmigła napędzają wyłącznie silniki elektryczne, natomiast turbina gazowa pełni rolę generatora wytwarzającego energię wtedy, gdy jest potrzebna. Według firmy koszty eksploatacji mogą być nawet o 40 procent niższe niż w przypadku obecnych regionalnych odrzutowców.
Inną drogę wybrały GE Aerospace i NASA. W rozwijanym przez nie układzie, nazywanym hybrydą równoległą, klasyczny silnik turbośmigłowy wspomagany jest dodatkowym silnikiem elektrycznym podczas najbardziej wymagających etapów lotu, takich jak start czy wznoszenie. Takie rozwiązanie testowane jest na zmodyfikowanym regionalnym samolocie Saab, który był jedną z prezentowanych konstrukcji podczas tegorocznych targów w Farnborough.
Najpierw miasta
Najbardziej widoczne zmiany mogą jednak nastąpić nie na lotniskach, lecz nad miastami.
Coraz więcej firm rozwija eVTOL-e – niewielkie maszyny zdolne do pionowego startu i lądowania. Wielkością przypominają samochód i mogą przewozić od kilku do kilkunastu pasażerów. Dzięki temu nie potrzebują klasycznych pasów startowych i mogą wykonywać krótkie loty między centrami miast, lotniskami czy dzielnicami biznesowymi.
Podczas pokazów w Farnborough po raz pierwszy publicznie zaprezentował się eVTOL brytyjskiej firmy Vertical Aerospace. Producent pracuje już również nad wersją hybrydową, która ma znacząco zwiększyć zasięg maszyny.
Tego typu konstrukcje przestają być jedynie ciekawostką. Jednym z miast, w których planowane są komercyjne połączenia eVTOL, pozostaje Chicago. Linie United Airlines i firma Archer Aviation od kilku lat rozwijają projekt lotów między centrum miasta a lotniskiem O'Hare. Jednocześnie amerykańska Federalna Administracja Lotnictwa (FAA) zapowiada przyspieszenie prac nad przepisami, które mają umożliwić szersze wprowadzenie powietrznych taksówek do codziennego ruchu.
Do elektrycznych Boeingów czy Airbusów droga pozostaje jeszcze bardzo daleka. Wszystko wskazuje jednak na to, że pierwsza prawdziwa elektryczna rewolucja w lotnictwie nie rozpocznie się od wielkich samolotów pasażerskich. Najpierw zmieni regionalne połączenia i transport w miastach, a dopiero później – być może – obejmie także największe maszyny latające. Wbrew pierwszym przewidywaniom przyszłość lotnictwa może więc należeć nie do samych baterii, lecz do sprytnego połączenia prądu i tradycyjnych silników.
