Самолеты на электротяге уже бы летали, если бы удалось решить главную проблему — отсутствие аккумуляторов, которые обеспечат достаточную для подъема в воздух тяжелого судна мощность. Современные батареи позволяют летать только небольшим легкомоторным электросамолетам. Это одноместный, как правило, аппарат — так называемый «летающий автомобиль», но ни одна компания пока не работает над проектом даже относительно крупного электрического лайнера.
Команда инженеров компании 24M во главе с профессором Массачусетского технологического института Ет-Мином Чаном планирует изменить принцип работы литий-ионных батарей, чтобы построить 12-местное воздушное судно-гибрид с дальностью полета 644 км.
Как рассказывает MIT Technology Review, одна из главных сложностей при запуске электросамолета — это взлет. Чтобы поднять судно в воздух, необходимо увеличить скорость разряда батареи. Добиться этого можно, только если позволить ионам и электронам двигаться максимально свободно.
Для этого материал, из которого изготовлены электроды, пришлось бы сделать более тонким или более пористым. В обоих случаях плотность энергии снизится. Американские инженеры нашли альтернативное решение.
Они обнаружили, что разрядную емкость литий-ионного аккумулятора можно увеличить в два раза с помощью магнитных наночастиц в составе электродов. Под воздействием магнитного поля скорость разряда ускоряется без снижения плотности энергии.
«Это открывает новые возможности для создания аккумуляторов для электросамолетов», — рассказал Чан. По словам инженеров, современные аккумуляторы не позволят крупному лайнеру подняться в воздух.
Ученые сравнивают использование обычных литий-ионных батарей на взлете с разгоном электромобиля Tesla Model S в «безумном режиме» (ludicrous mode). «Вы просто сожжете батарею», — утверждает эксперт по разработке батарей из Университета Карнеги — Меллона Венкат Вишвантан, который недавно присоединился к проекту.
Также в разработках участвует американский стартап Zunum Aero. Инновационными аккумуляторами планируют оборудовать гибридный самолет. Судно также оснастят двигателем внутреннего сгорания и запасами топлива — таковы требования Федерального управления гражданской авиации США (FAA). Согласно правилам регулятора, каждый самолет должен хранить на борту топливо, которого хватит на незапланированный перелет на расстояние 322 км. FAA ввело такое требование на случаи, если у судна не будет возможности совершить посадку в назначенном аэропорту.
Гибридный самолет сможет совершать короткие рейсы между Сан-Франциско и Лос-Анджелесом или Нью-Йорком и Вашингтоном. Большинство жителей США, как и многих других стран, предпочитают для региональных поездок пользоваться автомобилями, автобусами или поездами. Билеты на самолет обходятся дорого, да и самим авиаперевозчикам невыгодно совершать короткие рейсы из-за расходов топлива.
Переход на электротягу сократит затраты и сделает билеты более доступными, считает глава Zunum Aero Ашиш Кумар.
По его прогнозу, к 2035 году гибридные самолеты будут пересекать расстояния свыше 2 тыс. км. Первые гибриды стартап обещает представить к 2022 году.
В 2019 году самолеты на электротяге начнет тестировать британский лоукостер EasyJet, который сотрудничает со стартапом Wright Electric. Для начала в испытаниях будут участвовать девятиместные воздушные суда, затем 50-местные, а к 2030 появятся лайнеры вместимостью 150 и 180 человек.
