Elektrická letadla již brzy?

Solar Impulse 2 představil 9. dubna 2014, stejně jako Onera 7. dubna, plány na 100% elektrická letadla, která by mohla vzniknout až za několik desetiletí…

Letadlo, které bude zítra poprvé představeno na švýcarské letecké základně, má s těmi, které známe, pramálo společného. Zatímco rozpětí křídel letounu Solar Impulse 2 se blíží rozpětí letadla Airbus A380 (72 metrů), jeho hmotnost (2,4 tuny) je sotva větší než hmotnost čtyřkolky. Především však bude přepravovat vždy jen jednoho člověka, což je skutečně mimořádná výzva: první let kolem světa – s mezipřistáním – zcela elektrickým letadlem poháněným solární energií.

Již v roce 2010 letěl první prototyp Solar Impulse 26 hodin v kuse. Nová verze navržená Bertrandem Piccardem a André Borschbergem, propagátory tohoto bláznivého projektu, bude schopna vydržet ve vzduchu pět až šest dní v závislosti na povětrnostních podmínkách. Větší Solar Impulse 2 je také silnější – jeho předchůdce nebyl schopen proletět mraky, protože jeho elektrické obvody nebyly dostatečně vodotěsné, aby omezily jeho hmotnost – a pohodlnější, i když zlepšení je relativní: kabina není přetlaková a na palubu může nastoupit vždy jen jeden pilot.

Díky několika průmyslovým partnerům (Solvay, Altran, SunPower, Bayer atd.) a vědcům (EPFL) využívá letoun nejnovější inovace v oblasti materiálů, baterií a účinnosti solárních článků. Jeho ultralehká konstrukce z uhlíkových vláken však připomíná spíše bratry Wrightovy nebo Santos-Dumontovy než moderní letadla. solar Impulse je symbolem toho, co všechno lze s moderními technologiemi dokázat, když se posunou na hranici svých možností,“ říká Bertand Piccard. Je to také způsob, jak ukázat, že naše energetické problémy můžeme alespoň částečně vyřešit prostřednictvím technologického pokroku

Výrobci dnes sázejí především na „více“ elektrických letadel, schopných například pojíždět po zemi bez použití svých motorů. Ale co skutečné letadlo s elektrickým pohonem? Je to jen fantazie inženýrů, technologický demonstrátor, nebo reálný koncept budoucnosti? Včera večer tým výzkumníků z Centra pro výzkum letectví a kosmonautiky s pomocí CEA Tech představil svou odpověď zhruba stovce vybraných průmyslníků v Aéro-Club de France. Výsledkem jejich prognostického cvičení je skutečný letoun, sice zatím jen na papíře, ale takový, který by jednou mohl létat.

„Náš závěr je, že letadlo s elektrickým pohonem je technicky proveditelné a teoreticky možné pro komerční dopravu během dvou ažatrdesetiletí, v závislosti na plánovaných misích,“ shrnuje Antoine Guigon, ředitel oddělení leteckého prognózování společnosti Onera. „Je to důležitý cíl, protože ačkoli je ekologická stopa letectví ve srovnání s automobilismem poměrně malá, má na člověka značný dopad, zejména kvůli hluku,“ přiznává Pierre Duval, organizátor večera za Aéro-club de France a předseda komise pro životní prostředí Mezinárodní letecké federace.

Pokud se termín zdá být tak vzdálený, je to proto, že problém je komplexní. Letectví zůstává závislé na parafínu, protože ropa je koncentrovaná forma energie, flexibilní a snadno použitelná. „Za současného stavu našich znalostí nebude elektrický pohon schopen dosáhnout stejně vysokého výkonu jako současný pohon ještě několik desetiletí. Musíme přijít s průlomovými koncepty a technologiemi,“ vysvětluje Antoine Guigon. Nemá smysl snažit se „elektrifikovat“ stávající letadlo: musíme začít od nuly.

VRTULE NA KŘÍDLE

Právě to výzkumníci společnosti Onera opatrně udělali. Zatímco sní o letadle schopném přepravit 100 cestujících na vzdálenost tisíců kilometrů, při řešení osobního obchodního letadla, které je schopno přepravitatre lidí na vzdálenost 600 kilometrů za méně než dvě hodiny, byli skromnější. Jeho celkový vzhled se zdá být známý, ale ve skutečnosti se vše mění: tvar, pohon, energie, aerodynamika… Průlomem je elektřina. Zaprvé, na rozdíl od dnešních motorů, jejichž účinnost se zvyšuje s velikostí, jejich elektrickí bratranci mohou být malí, ale účinní. Zmizely obrovské, neohrabané motory, které zhoršují aerodynamiku. Malé, proudnicové vrtule jsou umístěny v zadní části křídla. Podobně jako ventilátor každá vrtule pohlcuje vzduch a vypuzuje ho zpět, čímž vytváří tah.

Zbývá už jen napájení. Není možné se inspirovat letadlem Solar Impulse a jeho fotovoltaickými panely, jejichž výkon je pro letadlo s několika cestujícími stále příliš malý. V projektu Onera by elektřinu dodávaly baterie, ale především by ji na palubě vyráběl palivový článek. Problémem je, že bude nutné skladovat několik kilogramů vodíku pod vysokým tlakem nebo v kapalném stavu, což vyžaduje velmi nízkou teplotu. Antoine Guigon se proto domnívá, že je myslitelný mezistupeň hybridního pohonu, kdy by se elektřina vyráběla z energie spalovacích motorů: „Například turbostroj by poháněl elektromotor. Koncepce letadla, která by maximálně využívala kombinaci spalovacího a elektrického pohonu, však musí být teprve definována

Výzkumníci zjistili další překážky, které je třeba překonat, zejména odolnost palubní elektroniky vůči elektromagnetickým polím, která bude letadlo samo produkovat. Letadlo bude také potřebovat nejmodernější navigační systémy. „Osobní letadlo předpokládá, že bude dostatečně automatizované, aby bylo v dosahu každého pilota, a že se tedy bude moci snadno začlenit do leteckého provozu pomocí navigačního zařízení,“ vysvětluje Claude Le Tallec, vedoucí projektu všeobecného letectví, bezpilotních letadel a automatizovaných systémů ve společnosti Onera. Všechna tato omezení vyžadují multidisciplinární přístup. „Jedná se o přístupy, které se již uplatňují při konstrukci jakéhokoli letadla, ale které budou ještě nezbytnější vzhledem ke kumulaci konceptů a převratných technologií,“ říká Antoine Guigon, který zdůrazňuje úsilí, jež je třeba vynaložit již nyní, aby bylo možné představit si řešení budoucnosti. „Průmysl zítřka bude holý, pokud nezačne přemýšlet o letadlech budoucnosti již nyní. Musíme přemýšlet o průlomových řešeních, jinak to za nás udělají jiné země nebo kontinenty

Zdroj: Benoit Georges Novinář Les Echos