Airbus і Siemens хочуть дозволити першим електричним літакам літати
Електричний підйом: спортивний літак від Siemens працює від електродвигуна потужністю 260 кіловат і вагою 50 кілограмів - рекорд.
Фото: Siemens AG
Мюнхенські Airbus та Siemens працюють над регіональним літаком з електроприводом. Він повинен вилетіти в 2030 році. Відвідування майбутньої лабораторії авіаційної промисловості.
Цей шматочок майбутнього вже виглядає трохи непомітним: трохи більший за жерстяну банку вагою трохи менше 3,2 кілограма, навіть хребти зовні, блискуче срібло - електричний двигун. Але яка одна. Цей прототип, який Андреас Фаас щойно взяв з полиці, має 40 к.с. Порівнянний двигун внутрішнього згоряння мав би бути не тільки принаймні в п’ять разів більшим, але й був би абсолютно непридатним для того, над чим вони працюють тут, у будівлі 31 дослідницького майданчика Siemens у Нойперлаху, в Мюнхені: нові, надзвичайно тихі та економічні двигуни для літаків. І новий напрямок бізнесу для групи.
Фаасс є головним розробником проекту, який Siemens рухає вперед разом із європейською авіаційною групою Airbus. Електроприводи Siemens повинні бути готові до 2022 року. В Airbus команда працює над відповідним пасажирським літаком. Фаас переходить між розробкою прототипу в Нойперлаху та дослідницьким майданчиком Airbus в Оттобрунні, трохи менше ніж за п’ять кілометрів, де базується решта команди.
Електроплани будуть виглядати по-різному
За словами Фааса, перший літак з новим двигуном злетить не пізніше 2030 року. Вони повинні пропонувати простір до 100 пасажирів і мати діапазон 1000 кілометрів, можливі перельоти з Берліна в Лондон. Airbus A320 тепер може вмістити до 180 пасажирів.
І нові машини будуть виглядати інакше, ніж літаки, які перебувають сьогодні в русі. Зрештою, багато маленьких двигунів можна встановити уздовж крила, де це аеродинамічно вигідніше, ніж знизу, як сьогодні. Вертикальний стабілізатор більше не потрібен, поворотом вправо або вліво можна керувати за допомогою електродвигунів. Ще одна перевага: електродвигуни мають надзвичайно малий знос, на відміну від сучасних турбін.
Надія на A380: Emirates замовляє 36 літаків у Airbus
Віртуальний політ на випробувальному стенді
Малі машини з новим типом електродвигуна вже використовуються для тестових цілей і все ще працюють від акумуляторів. Пілотаж пілотажу, наприклад. Компанія щойно встановила світовий рекорд з такою машиною. Однак літак не повинен злітати для збору даних. На один поверх нижче виробництва прототипу Фааса Siemens дозволяє літати в випробувальній лабораторії, царстві Маркуса Бауера.
У кімнаті поруч розташовані три екрани - аеродром, перед ним кабіна: крісло з високою спинкою та менший екран. Тут ви можете злітати і приземлятися за допомогою миші за допомогою програмного забезпечення для польоту і робити кілька піруетів. Тестовий стенд розташований за вікном: велика дротова коробка з матовою, сріблястою круглою частиною, прикріпленою спереду - рекордний двигун потужністю 350 к.с./260 кВт. Його діаметр становить близько 40 сантиметрів, а висота - близько 15 сантиметрів. Порівняний класичний електродвигун був би в рази більшим.
Двигун на випробувальному стенді забезпечує 30 мільйонів пакетів даних
Якщо пілот пролітає петлю на своєму віртуальному літаку, двигун на випробувальному стенді поруч завантажується відповідно в режимі реального часу за допомогою програмного забезпечення Siemens. А підключені комп’ютери збирають дані, оскільки двигун заповнений датчиками - це створює близько 30 мільйонів пакетів даних за рейс, як каже менеджер випробувань Бауер. Далі дані аналізуються за допомогою штучного інтелекту та програмного забезпечення та надають розробникам підказки щодо того, що можна вдосконалити де і як.
Чотири-шестимісний може літати з двигуном, який зараз тестується, каже Бауер. Однак для справжнього пасажирського літака потрібні мегавати. Техніки Siemens ще не так далеко. Але чому інженери насправді не використовують електричні двигуни, які вже були розроблені для автомобілів? "У виробництві автомобілів важливі витрати", - каже менеджер з розвитку Фаасс. "Під час польоту важлива вага, а не стільки ціна".
"Ми допомагаємо формувати ринок"
А на автомобільному ринку, де мова йде більше про кількість, багато постачальників борються за замовлення. Можливості заробітку відповідно низькі. Інакше йде справа з електроприводами для літаків: “Ми допомагаємо формувати ринок”, - говорить Фаасс. "Раніше такого не існувало". На його думку, "Сіменс" має ще одну перевагу перед конкурентами: фінансову силу великої корпорації. "Ми - новачок, але з довгостроковою стратегією та фінансуванням", - говорить Фаасс.
Електронні машини знаходяться на швидкій смузі в Норвегії
Airbus та Siemens розпочали свою діяльність восени 2016 року. У компанії Siemens команда зросла з 20 до понад 100 співробітників. Загалом дві групи матимуть близько 200 співробітників, які будуть рухати проект вперед. Є деякі, хто має досвід у автоспорті, класичні розробники та деякі свіжі з університету. Один із них раніше розробляв інвалідні коляски для голландської команди Паралімпійських ігор, і тому мав досвід роботи з надлегким вуглецевим волокном.
Від Tesla до Google до Siemens
Сам Фаас допомагав розробляти батареї для Model S, першого серійного електромобіля від американського постачальника Tesla. Потім він перейшов на Google X, де працював над спеціальними повітряними зміями, які виробляли б електрику в небі за допомогою міні-гвинтів. "До електричного польоту недалеко", - говорить він.
Компанія не хоче розкривати, скільки компанія Siemens готова заплатити за мрію про політ, але каже, що в проекті багато грошей. Airbus також дотримується низького рівня, що стосується цифр.
Вимоги ЄС стимулюють розвиток
Розвиток також зумовлений вимогами ЄС, які спрямовані на значне зменшення викидів повітряних суден. "Цього можна досягти лише за допомогою нових приводів", - стверджує Фаасс. І вони повинні бути меншими, ніж раніше, але забезпечувати значно більшу продуктивність. «Ми хочемо подвоїти щільність потужності двигунів до 2022 року». Це може здатися непрофесійному для неспеціалістів, але, як говорить Фаас, це, очевидно, величезна технічна проблема. Але з його точки зору це можна засвоїти.
Для того, щоб отримати легші та компактніші двигуни, команда проекту Siemens використовує нові матеріали, такі як вуглецеве волокно та нові технології, такі як 3D-друк, - остання, оскільки вона дозволяє компонентам, які традиційно не можна фрезерувати з алюмінієвого блоку - наприклад, порожнисті елементи які легші і краще розподіляють тепло.
Звідки береться електрика?
Залишається вирішальне питання: звідки багато електродвигунів беруть електроенергію? Однією з можливостей були б спеціальні батареї, які, за словами Фааса, все ще викликають труднощі. Ось чому спільний проект між Сіменсом та Airbus зосереджений на гібридно-електричних польотах. Електроенергія від акумулятора використовується виключно для зльоту і посадки; якщо літак знаходиться на висоті польоту, застосовується звичайний рушій. У цьому випадку звичайне означає, що паливний елемент постачає електроенергію через генератор.
Наразі спільне підприємство працює над цією камерою. За словами Фааса, це може заощадити до 50 відсотків на паливі. Крім того, в околицях аеропортів стає тихіше. Оскільки машини майже не видають шуму під час зльоту та посадки, заборона нічних польотів більше не потрібна.