Airbus a Siemens chcú nechať lietať prvé elektrické lietadlá
Elektricky zdvihnuté: Športové lietadlo od spoločnosti Siemens je poháňané elektromotorom s výkonom 260 kilowattov a hmotnosťou 50 kilogramov - rekord.
Foto: Siemens AG
Mníchovský Airbus a Siemens pracujú na regionálnom prúdovom lietadle s elektrickým pohonom. Mal by vzlietnuť v roku 2030. Návšteva budúceho laboratória leteckého priemyslu.
Tento kúsok budúcnosti už vyzerá trochu nenápadne: o niečo väčší ako plechovka s hmotnosťou necelých 3,2 kila, zvonka dokonca s výstupkami, lesklé striebro - elektromotor. Ale aký. Tento prototyp, ktorý Andreas Faass práve vzal z regálu, má 40 koní. Porovnateľný spaľovací motor by bol nielen minimálne päťkrát väčší, ale tiež by bol úplne nevhodný na to, na čom pracujú tu v budove 31 výskumného pracoviska spoločnosti Siemens v Neuperlachu v Mníchove: nové, mimoriadne tiché a hospodárne motory pre lietadlá. A nová oblasť podnikania pre skupinu.
Faass je hlavným vývojárom projektu, ktorý Siemens napreduje spolu s európskou leteckou skupinou Airbus. Elektrické pohony Siemens by mali byť hotové do roku 2022. V spoločnosti Airbus pracuje tím na vhodnom osobnom lietadle. Faass pendluje medzi vývojom prototypov v Neuperlachu a výskumným miestom Airbusu v Ottobrunne, vzdialenom necelých päť kilometrov, kde sídli zvyšok tímu.
E-lietadlá budú vyzerať inak
Podľa Faassovej prvé lietadlo s novým motorom vzlietne najneskôr v roku 2030. Mali by ponúkať priestor až pre 100 cestujúcich a mať dolet 1 000 kilometrov, možné by boli lety z Berlína do Londýna. Airbus A320 teraz ponúka priestor až pre 180 cestujúcich.
A nové stroje budú vyzerať odlišne od lietadiel, ktoré sú dnes v pohybe. Koniec koncov, veľa malých motorov sa dá namontovať pozdĺž krídla, kde je to aerodynamicky priaznivejšie ako dole, ako dnes. Vertikálny stabilizátor už nie je potrebný, pravou alebo ľavou zákrutou je možné ovládať elektromotory. Ďalšia výhoda: elektrické motory sú na rozdiel od dnešných turbín extrémne opotrebiteľné.
Nádej na A380: Spoločnosť Emirates objednáva u spoločnosti Airbus 36 lietadiel
Virtuálne lietanie v testovacej stanici
Menšie stroje s novým typom elektromotora sa už používajú na skúšobné účely a stále fungujú na batérie. Napríklad akrobatický pilot. Spoločnosť práve vytvorila s takýmto strojom svetový rekord. Lietadlo však nemusí zbierať údaje, aby vzlietlo. Jedno poschodie pod Faassovou produkciou prototypov umožňuje spoločnosť Siemens lietať v skúšobnom laboratóriu, v ríši Markusa Bauera.
V miestnosti sú vedľa seba tri obrazovky - letisko, pred ňou kokpit: stolička s vysokými operadlami a menšia obrazovka. Tu môžete vzlietnuť a pristáť pomocou myši s letovým softvérom a urobiť nejaké piruety. Testovacie zariadenie je umiestnené za oknom: veľká káblová skrinka, ku ktorej je vpredu pripevnená matno-strieborná okrúhla časť - rekordný motor s výkonom 350 k/260 kW. Meria asi 40 centimetrov v priemere a je dobrých 15 centimetrov vysoký. Porovnateľný klasický elektromotor by bol mnohonásobne väčší.
Motor na testovacom stanovišti dodáva 30 miliónov dátových balíkov
Ak pilot letí so svojím virtuálnym lietadlom slučkou, motor v susednej testovacej stanici sa zodpovedajúcim spôsobom načíta v reálnom čase pomocou softvéru Siemens. A pripojené počítače zhromažďujú údaje, pretože motor je preplnený senzormi - to vytvára okolo 30 miliónov dátových paketov za let, ako hovorí manažér testov Bauer. Dáta sú potom analyzované pomocou umelej inteligencie a softvéru a poskytujú vývojárom rady, čo by sa dalo kde a ako vylepšiť.
Štyri až šesťmiestne lietadlo by mohlo lietať s motorom, ktorý sa práve testuje, tvrdí Bauer. Pre skutočné osobné lietadlo by však boli potrebné megawatty. Technici v spoločnosti Siemens ešte nie sú tak ďaleko. Prečo však inžinieri v skutočnosti nepoužívajú elektromotory, ktoré už boli vyvinuté pre automobily? „Pri výrobe automobilov sú dôležité náklady,“ hovorí vývojový manažér Faass. „Pri lietaní je dôležitá váha, ani nie tak cena.“
„Pomáhame formovať trh“
A na automobilovom trhu, kde ide skôr o kvantitu, mnoho poskytovateľov bojuje o objednávky. Príjmy sú primerane nízke. Iné je to s elektrickými pohonmi pre lietadlá: „Pomáhame formovať trh,“ hovorí Faass. „Zatiaľ neexistuje.“ Podľa jeho názoru má Siemens oproti konkurencii ďalšiu výhodu: finančnú silu veľkej spoločnosti. „Sme start-up, ale s dlhodobou stratégiou a financovaním,“ hovorí Faass.
Elektrické autá sú v Nórsku v rýchlom pruhu
Airbus a Siemens začali na jeseň 2016. V spoločnosti Siemens sa tím rozrástol z 20 na viac ako 100 zamestnancov. Celkovo budú mať tieto dve skupiny okolo 200 zamestnancov, ktorí budú projekt posúvať vpred. Niektoré sú z oblasti motoristického športu, klasickí vývojári a čerstvé z univerzity. Jeden z nich predtým vyvíjal invalidné vozíky pre holandský paralympijský tím, a preto mal skúsenosti s ultraľahkými uhlíkovými vláknami.
Od Tesly cez Google až po Siemens
Sám Faass pomohol vyvinúť batérie pre Model S, prvý sériovo vyrábaný elektromobil od amerického dodávateľa Tesla. Potom prešiel na Google X, kde pracoval na špeciálnych drakoch, ktoré prostredníctvom mini vrtúľ vyrábali na oblohe elektrinu. "K elektrickému lietaniu to nie je ďaleko," hovorí.
Spoločnosť nechce prezradiť, koľko je Siemens ochotný zaplatiť za sen o lietaní, tvrdí však, že v projekte sú veľké peniaze. Airbus si tiež drží nízky prehľad, pokiaľ ide o čísla.
Požiadavky EÚ sú hnacou silou rozvoja
Vývoj sa riadi aj požiadavkami EÚ, ktorých cieľom je výrazne znížiť emisie z lietadiel. "To sa dá dosiahnuť iba pomocou nových pohonov," tvrdí Faass. Mali by byť menšie ako predtým, ale mali by prinášať podstatne vyšší výkon. „Chceme zdvojnásobiť hustotu výkonu motorov do roku 2022.“ Laikovi to nemusí pripadať tak veľkolepé, ale ako hovorí Faass, ide zjavne o obrovskú technickú výzvu. Ale z jeho pohľadu sa to dá zvládnuť.
Na získanie ľahších a kompaktnejších motorov používa projektový tím spoločnosti Siemens nové materiály, ako sú uhlíkové vlákna, a nové techniky, ako je 3D tlač - druhá, pretože umožňuje komponenty, ktoré sa tradične nedajú frézovať z hliníkového bloku - napríklad prvky, ktoré sú vo vnútri duté. ktoré sú ľahšie a lepšie distribuujú teplo.
Odkiaľ pochádza elektrina?
Zásadnou otázkou zostáva: odkiaľ berie množstvo elektrických motorov elektrinu? Jednou z možností by boli špeciálne batérie, ktoré podľa Faassa stále spôsobujú ťažkosti. Preto sa spoločný projekt spoločností Siemens a Airbus zameriava na hybridno-elektrické lietanie. Elektrická energia z batérie sa používa výlučne na vzlet a pristátie, ak je lietadlo vo výške letu, použije sa konvenčný pohon. V tomto prípade konvenčné znamená, že palivový článok dodáva elektrinu cez generátor.
Spoločný podnik v súčasnosti pracuje na tejto bunke. Podľa Faassa to môže ušetriť až 50 percent na palive. V okolí letísk sa navyše stíši. Pretože stroje pri vzletoch a pristátiach ťažko vydávajú hluk, zákazy nočných letov už nie sú potrebné.