IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Введение.

В борьбе за чистоту окружающей среды хороши все методы. Уже становятся привычными электромобили на улицах городов, которые называют транспортом будущего, потому что это самый экологичный транспорт. Но электричество завоевывает и небо! Его в недалеком будущем бороздить будут исключительно электросамолеты.

Первые электролеты.

Впервые в воздух в 1979 году с пилотом на борту поднялся электросамолет Mauro Solar Riser, на борту которого стоял «бошевский» электромотор, мощность которого составляла всего 3,5 л. с, а питание осуществлял никель-кадмиевый аккумулятор.

Спустя пару месяцев повторили эксперимент британцы, подняв в небо электросамолет Solar-Powered Aircraft Developments. Затем в 1981 году свои силы пробовали французы, за ними немцы. С тех пор технологии шагнули далеко вперед. Создание электросамолетов продолжается. При этом, каждая модель последующая становится более совершенной: увеличивается грузоподъемность и дальность полета, скорость, а также улучшается внутренняя отделка. И в наши дни уже речь идет о серийном производстве.

Сложности в создании электросамолетов.

В чем они? Казалось бы, что их не должно быть – всего-то и нужно заменить двигатель бензиновый на электрический. Но, масса играет большую роль, хотя в случае с электромобилями, она практически незаметна. Но, если там, увеличивая мощность батареи, можно добиться увеличение дальности, то в случае с летательными аппаратами этого допустить нельзя. Самолет, чтобы не потерять полетные качества, должен оставаться легким.

Если удастся конструкторам преодолеть проблему дальности полетов и очень быстрого разряда батареи, то топливные братья электросамолетов покинут небо.

Сложности не могут, однако, соперничать с плюсами электрических самолетов: отсутствие вибрации и шума, т.е. повышение комфортности; экологичность; низкая стоимость эксплуатации.

Гигантский беспилотник на солнечных батареях.

На одном из британских аэродромов находится беспилотный летательный аппарат с размахом крыльев «Боинга-737». Принадлежит он, как ни странно, Facebook. Называется этот огромный беспилотник Aquila — в честь орла, который носил молнии Зевса в греческом мифологии, — и он является частью амбициозных усилий Facebook по оснащению интернетом более 4 миллиардов людей на Земле, у которых доступа к нему пока нет. Идея заключается в том, что «Аквила» будет кружить в стратосфере, выше уровня погоды, передавая интернет-сигналы беспроводным путем на наземные станции в слаборазвитых районах стран вроде Нигерии и Индии.

В начале этого года компания испытала небольшие модели этого летательного средства, и сейчас, по мнению Яэля Магуайра из Facebook, который курирует проект, компания готова испытать полноразмерный прототип «Аквилы». Будучи таким же широким, как 737-й, этот дрон весит в сотни раз меньше коммерческого авиалайнера, благодаря раме из углеродного волокна. Магуайр говорит, что целью было достичь точки, когда дрон сможет оставаться в воздухе 90 дней на высоте 18-25 тысяч метров. «Мы считаем, что эта цель весьма амбициозна, учитывая, что мировой рекорд, насколько мы можем судить, порядка двух недель».

Электрический самолет Airbus E-FAN

Этот самолет, несмотря на недолгую историю, уже совершил более шестидесяти тестовых полетов, в том числе демонстрационный, проходивший перед тысячной аудиторией авиасалона Фарнборо-2014. Чем же так замечательна новинка? Самолет ни в воздухе, ни на земле не производит выбросов углекислого газа, поскольку работа его осуществляется при помощи электродвигателя, что во много раз снижает еще и уровень шума.

Провел испытания ПЭС так же концерн Airbus. Его Airbus E-Fan очень похож на традиционный самолет. Рассчитан он на двух человек, а весит ЛА весит всего пятьсот килограмм, при размахе крыльев 9,5 метров и длине 6,67 м. Пока, работающий от электробатарей самолет, воздухе может находиться всего час, но в будущем время это, безусловно, будет большим, а стоимость полета составляет всего девятнадцать долларов.

Пассажирские электролеты

В Берлине на авиашоу ILA был в 2012 году представлен интересный концепт полностью электрического авиалайнера, который доказал возможность использования электричества для покорения воздушного пространства. Лайнер будущего создан был в институте Bauhaus Luftfahrt – «Ce-liner» и вполне способен стать главным инструментом по защите от вредных выбросов окружающей среды, удовлетворив тем самым требования Еврокомиссии.

В этой сфере дальнейший прогресс связан только с развитием технологий по аккумулированию электроэнергии. По прогнозам, уже к 2030 году будут созданы аккумуляторы, которые позволят увеличить дальность полета до 700 миль на одной зарядке. Ну, а лет через 5-6 после этого надеются преодолеть расстояния намного большие.

Кто занимается разработкой Электрического самолета в России

Работают в этом направлении и ученые российские. Многие компании заняты в настоящее время разработкой концепции силовой установки для самолета, оборудование которого будет полностью электрифицированным. Сегодня перевод самолетов на электричество является основным направлением развития мировой авиации.

Концепция, в случае ее успешной реализации, позволит уйти от пневмосистемы, отбирающей воздух от двигателя, а также минимизировать централизованную гидросистему ЛА.

По текущим проблемам, связанным с разработкой, проведен был научно-технический совет в «Авиадвигателе». Имеющаяся программа по созданию самолета нового поколения, рассчитана на восемь лет (2014-2022 г.г.). Для реализации проекта ПЭС привлечь планируется до сотни предприятий авиационной промышленности, электротехнической и радиоэлектронной и ряд АИРАН. Но уже сегодня известно, кому выпала почетная роль модернизировать для концепции ПЭС двигатель – Пермское КБ.

На каком этапе находится разработка самолета в России

В настоящее время завершен цикл научно-исследовательских работ, целью которых было создание для ПЭС электроэнергетического комплекса. Параметры системы и тип подбирались к самолету, вместимость которого от 130 до 230. Для инновационного воздушного лайнера этот комплекс будет ключевым. Генеральный директор концерна, занимающегося этими вопросами, надеется, что в будущем его концерн будет главным поставщиком для перспективных самолетов Авионики.

Разработчиками учтены новейшие достижения в области силовой и микроэлектроники, нано технологий и материаловедении. Реализация разработки, как ожидается, позволит снизить вес бортового оборудования, по меньшей мере, на три с половиной тонны, а экономичность увеличить на 15-20%. Кроме этого, значительно уменьшится стоимость эксплуатации ЛА, увеличится надежность, а также ресурс конструкции, улучшатся экологически е показатели и летно-технические характеристики.

Первый такой самолет, возможно, появится уже в 2020 году.

Технологий, которые способны в малой авиации устроить революцию много, но и недостатков хватает. Поэтому специалисты работают над их устранением, после чего можно будет говорить о серийном выпуске летательного аппарата.

Список литературы.

1) http://motocarrello.ru/jelektroljoty.html

2) http://motocarrello.ru/jelektroljoty/1229-facebook-stroit-gigantskij-bespilotnik-na-solnechnyh-batarejah.html

3)http://motocarrello.ru/jelektroljoty/1143-polnostju-jelektricheskij-samolet.html

4) http://motocarrello.ru/jelektroljoty/1129-jelektrolety.html

Код для цитирования: Скопировать