Самолет-гибрид на троих

Прототип нового лайнера, получивший название Airbus E-Fan X, как ожидается, впервые поднимется в воздух в 2020 году. Ни стоимость проекта, ни доли участия в нем стороны не разглашают, но говорят, что готовы вложить в разработку десятки миллионов фунтов.

Уже известно, что новая машина будет создана на платформе стоместного регионального самолета BAe 146, выпускавшегося с 1978 по 2003 год. На первых порах одну из четырех силовых установок этой летающей лаборатории решено заменить на электрический мотор, способный выдавать мощность два мегаватта. «Это первый шаг к тому, чтобы проверить, насколько эффективно будет работать такая схема в принципе, — говорит Марк Кузен. — И если все пройдет успешно, то в перспективе мы намерены заменить еще одну турбину на электрическую установку и продолжить испытания. Но прежде необходимо, чтобы вся система доказала свою надежность».

Проблема в аккумуляторах

Непосредственно в рамках испытаний участники проекта намерены протестировать влияние на силовую установку высоких температур, а также проверить высотное и скоростное воздействие на электрические системы. Последнее крайне важно, так как позволит изучить проблемы электромагнитной совместимости и управления электротягой. В конечном счете по результатам тестовой эксплуатации E-Fan X специалисты сформулируют требования для будущей сертификации гибридных самолетов авиационными властями ЕС, а также разработают программу обучения нового поколения инженеров, конструкторов и пилотов.

Airbus E-Fan X, как ожидается, впервые поднимется в воздух в 2020 году

Иллюстрация: www.airbus.com

Едва ли не самую сложную часть работ в проекте E-Fan X предстоит выполнить Siemens и Rolls-Royce. Немецкая компания по условиям соглашения разработает и поставит два электромотора, блок управления питанием и прочую электрику, а британцы займутся производством турбины и двухмегаваттного генератора. Что же касается Airbus, то европейский концерн будет отвечать за общую интеграцию всех новых технических решений в конструкцию BAe 146, а также за разработку архитектуры управления тягой гибридной системы и за аккумуляторы.

«E-Fan X — важный шаг на пути к нашей цели: выполнить полет на электротяге в обозримом будущем, — говорит главный технический директор Airbus Пол Еременко. — Мы уже давно участвуем в создании прототипов электрических самолетов, начиная с экспериментальной модели Cri-Cri и заканчивая E-Fan 1.2, который совсем недавно поднимался в воздух. Все это, включая плоды нашего сотрудничества с Siemens в рамках программы E-Aircraft Systems House, позволит нам создать коммерчески успешный узкофюзеляжный самолет, который будет безопасен и очень эффективен в эксплуатации». «Уверен, что гибридная тяга станет определяющей технологией для будущего всей гражданской авиации», — заявил Еременко. Впрочем, не секрет, что активному использованию электродвигателей в авиационной индустрии всего мира мешают излишний вес и слишком малая мощность аккумуляторных батарей. 

Но, как заявил Фрэнк Энтон на пресс-конференции в Лондоне после подписания соглашения, уже в скором будущем это препятствие можно будет преодолеть. «Мы должны получить в десять раз больше мощности от батареи той же массы. Это наше домашнее задание. И мы думаем, что сможем его выполнить», — сообщил глава Siemens eAircraft.

Гибридная экономия

Заметим, что до сих пор все попытки как энтузиастов, так и ведущих авиастроительных концернов создать полностью электрический пассажирский самолет не принесли впечатляющих результатов. Например, тот жеAirbus начал активно работать над концепцией таких лайнеров примерно десять лет назад. И только в 2014 году европейцы представили прототип небольшого двухместного электрического самолета весом 500 килограммов и длиной чуть более 6,6 метра. Этот аппарат, получивший название E-Fan 2.0, оснащался двумя электрическими пропеллерами, которые черпали энергию из двух литий-полимерных батарей суммарной мощностью 60 киловатт. При полной зарядке этих аккумуляторов хватало всего лишь на час полета, да и то при крейсерской скорости 160 километров в час. При этом в самом полете E-Fan 2.0 издавал лишь негромкий звук, напоминающий шум работающего фена. Зато час полета такого аппарата обходился всего в 16 долларов, тогда как полет сопоставимого по размерам самолета с обычным бензиновым двигателем стоил почти 55 долларов. Это преимущество специалисты Airbus намеревались использовать для первоначального обучения пилотов и даже собирались наладить серийное производство E-Fan 2.0 для летных школ. Но сбыть этим планам было не суждено. Несмотря на то что в июле 2015 года E-Fan 2.0 вылетел из английского города Лидд и, перелетев Ла-Манш, успешно приземлился во французском Кале, руководство Airbus в конечном счете приняло решение закрыть эту программу и сосредоточиться на разработке гибридных моделей авиалайнеров.

Похожим образом дела обстоят и у американцев. Два года назад на форуме авиации и аэронавтики в Вашингтоне местные конструкторы вместе с NASA представили проект электрического самолета X-57 Maxwell, который должен был стать «первым шагом к началу новой эры в авиации». Этот экспериментальный аппарат предполагалось оснастить 14 встроенными в крылья электродвигателями. Его первый полет должен состояться в следующем году, но уже известно, что Boeing и Rolls-Royce отдали предпочтение менее революционной концепции «более электрического» самолета с гибридной силовой установкой, технологии которой предполагается отработать на базе модели Boeing 737. Этот проект уже получил название Zunum Aero, причем в числе его участников неожиданно для всех оказался американский дисконтный авиаперевозчик JetBlueAirways. На первых порах партнеры по проекту намерены создать 12-местный гибридный самолет, а уже затем перейти к программе модификации Boeing 737.

Airbus, Siemens и Rolls-Royce распределили свои зоны ответственности в проекте

Иллюстрация: www.airbus.com

Такая смена приоритетов ведущих мировых производителей авиалайнеров объясняется довольно просто. Пока не будет создано подходящих аккумуляторов большой мощности и емкости, им нет смысла финансировать многочисленные экспериментальные проекты, так как качественного скачка здесь пока что ожидать не стоит. А вот развивать гибридное направление в самолетостроении есть прямой резон. Это позволит существенно модифицировать пневматические и гидравлические системы самолета, исключив из конструкции громоздкие и дорогостоящие титановые трубопроводы, по которым передаются воздух и жидкости с высокими температурами и давлением. Немалую выгоду сулит и применение на авиалайнерах электроприводов колес, которые позволяют передвигаться по рулежным дорожкам и летному полю без включения основных двигателей и вспомогательной силовой установки. Эксперты уже подсчитали, что такая инновация поможет сэкономить не менее трех долларов в пересчете на пассажира, а экономия топлива составит до 200 литров за всю процедуру взлета.