Zelena zračna flota

Skokovit napredek v tehnologiji električnih motorjev, avtonomnih sistemov in predvsem baterij odpira donedavna neslutene možnosti za zračni promet. Ta se še vedno povečuje, še posebej pomemben pa je za redko poseljene dežele z velikimi razdaljami med mesti. Razvoj odpira tudi nove možnosti za ukrotitev silne gneče v metropolah.

Direktor Pipistrelovega razvojnega inštituta Tine Tomažič je ob sklenitvi partnerstva z Uberjem predstavil koncept letala VTOL. (vir: Pipistrel)

Kot vsaka noviteta imajo tudi električna letala prednosti in slabosti. Za vzlet navadno potrebujejo manj prostora, saj bodo lažja in manjša, njihova izdelava pa bo cenejša. Zračni promet je tudi pomemben izvor emisij ogljikovega dioksida, ki naj bi jih raba električnih letal zmanjšala. Ta naj bi naredila znosnejše tudi bivanje v bližini letališč, saj bi taki avioni onesnaženje s hrupom zmanjšali za vsaj 60 odstotkov. Na drugi strani pa so njihovi motorji manj zmogljivi, kar pomeni manjšo nosilnost in krajši doseg. Poglavitna težava pa je težavna izdelava dovolj močnih baterij. Te so zaenkrat še vedno prevelike in pretežke, da bi v potniških zrakoplovih naredile elektriko za praktičen vir energije. Toda njihova zmogljivost se z razvojem in velikimi naložbami veča, teža pa manjša, in to naredi to tehnologijo zaželeno za krajše lete.

Sredi marca je Norveška objavila, da si želi kupiti električna potniška letala. Ta naj bi bila za taamkajšnjo razbrazdano topografijo zaradi krajše vzletne poti nadvse primerna, razdalje pa za pričakovane baterijske zmogljivosti tudi niso prevelike. Norvežani posebej izpostavljajo, da bi želeli z njimi pomagati pri ublažitvi posledic klimatskih sprememb. Ta skandinavska dežela je namreč znana po uspešni politiki vpeljave električnih vozil na svoje ceste, želijo pa si jo ponoviti tudi v zraku. Dag Falk-Pedersen, predsednik norveškega državnega podjetja Avinor, je na nedavni tiskovni konferenci izjavil, da ne dvomi, da bo njihova letalska flota do leta 2040 že popolnoma električna. Ob tem je poudaril, da si želi spodbuditi velike firme, kot sta Boeing ali Airbus, k razvoju takih avionov. »Vem, da letalska podjetja potrebujejo spodbudo v obliki trga in kupca – mi pa jim lahko ponudimo oboje,« je izjavil. »Čeprav potrebujejo večji trg, kot je Norveška, je nekje treba začeti.«

Giganti pripravljeni

Velika podjetja so tak klic očitno pričakovala, saj je v razvoju že več prototipov. Kar zadeva potniški promet, je verjetno najobetavnejše partnerstvo med Airbusom, Siemensom in Rolls Roycem, ki razvija prototipno hibridno letalo E-Fan X. Avion naj bi bil na voljo čez dve leti, tedaj naj bi letel tudi projekt Boeinga in JetBlue, ki naj bi zmogel prečkati ocean. Na tem letalu naj bi bilo prostora za deset do petdeset potnikov, partnerji pa ugibajo, da naj bi pocenil operativne stroške leta za več kot 40 %. Največje tako letalo pripravljata Easy Jet in Wright Electric in naj bi bilo izgotovljeno do leta 2027. Imelo naj bi 180 sedežev, zmogljive baterije pa bi morale zadostovale potrebam približno petine Easyjetovih potnikov, saj naj bi imelo to letalo dobrih petsto kilometrov dosega.

Volocopter, nemški prototip letečega taksija, je lani jeseni uspešno opravil prvi poskusni avtonomni let v Dubaju. (vir: DriveMag)

Med izdelovalci, ki pripravljajo električna potniška letala, je tudi slovenski Pipistrel. Pri varovanju svojih poslovnih skrivnosti so previdni, a je nekaj podatkov kljub vsemu prišlo na dan. Za kitajskega naročnika načrtujejo manjše potniško letalo, ki bi lahko devetnajst potnikov prepeljalo petsto kilometrov daleč. Glede na to, da so v tem podjetju izdelali prvo serijsko električno letalo in da s trenažnimi opremljajo indijsko vojsko, bodo tej nalogi verjetno kos. Nemara še pomembnejši projekt pa je povezan z Uberjem. Z njimi so namreč v Pipistrelu sklenili partnerstvo, a o podrobnostih molčijo. Oznanili pa so, da skupaj pripravljajo zračno plovilo tipa VTOL (Vertical take-off and landing, vertikalno vzletanje in pristajanje). Na podlagi tega je moč ugibati, da navezava med enim vodilnih izdelovalcev ultralahkih letal in podjetjem, ki je v svetovnem vrhu pri praktični vpeljavi avtonomnih tehnologij, pomeni razvoj brezpilotnih letečih taksijev.

Leteči taksijiTi znajo kmalu spremeniti naš vsakdanjik, obenem bodo na voljo še pred velikimi potniškimi letali. Tudi ti naj bi uporabljali električne oziroma hibridne motorje, naprodaj pa naj bi bili v manj kot desetletju. Vodja Boeinga Denis Muilenburg je pred kratkim povedal, da se tehnologija razvija hitreje, kot mislimo, in da so prvi prototipi že v izdelavi. Ta letala naj bi bila namenjena tako prevozu ljudi kot kurirskim službam, v primerjavi s cestnim prometom pa imajo kar nekaj prednosti. Njihova vpeljava je sicer močno odvisna od razvoja avtonomnih sistemov, saj naj bi bili leteči taksiji brezpilotni. Poplava naložb v napredne tehnologije, čedalje večji prometni zastoji v velemestih in hlepenje ljudi po večjem udobju in bolj zelenem okolju jim zato naglo odpirajo pot.

Letalski giganti, kot sta Airbus in Boeing, se v doglednem času nadejajo tudi ustrezne zakonodaje in prometnih regulacij za potovanje po zraku. Slednje naj bi bile eden izmed poglavitnih razlogov, zakaj bodo cestni taksiji prevladovali še nekaj časa. »Avtonomne zrakoplove bodo do leta 2022 skoraj zagotovo začele uporabljati nujne službe,« pravi profesor Harry Hoster z Lancasterske univerze in dodaja: »Toda zakoni omejujejo število letečih objektov v danem trenutku, zato bo njihova široka raba otežena.« Poleg tega naj bi po njegovem mnenju električna letala, če bodo splošno dostopna, preobremenila električno omrežje, s tem pa odprla veliko novih težav.Kljub temu velika podjetja že pripravljajo svoje modele. Leteči taksiji naj bi bili za izdelavo celo manj zahtevni, kot so helikopterji, trdijo v Airbusu. Njihov oktokopter CityAirbus naj bi bil pripravljen za komercialno rabo čez pet let, na začetku pa naj bi med letališčem in mestom prevažal do štiri potnike. Bil bo popolnoma električen, potoval bi z udobno hitrostjo 120 kilometrov na uro, potnik pa bi si ga naročil kar prek pametnega telefona. Njegov doseg ocenjujejo na približno 60 kilometrov, po tem bo potreboval borih petnajst minut, da bo spet napolnil baterije. Vsi taki taksiji naj bi leteli nad mesti, zato njihovi razvijalci stalno poudarjajo varnost – zrakoplov bo namreč nemoteno potoval naprej, četudi mu odpovesta do dva od osmih rotorjev. Prebivalci mest bodo obenem veseli manjšega hrupa in boljšega zraka. Letalo bo v celoti avtonomno, a bo na krovu vendarle imelo pilota. »S tem želimo povečati občutek varnosti in sprejemanja pri potnikih,« pravi Marius Bebsel, Airbusov vrhovni inženir: »V resnici bodo brezpilotni taksiji varnejši.« Ti naj bi bili posebej pomembni za gosto poseljene kraje, kot sta Dubaj ali London.

E-Fan X, ki bo letel čez dve leti, naj bi tlakoval pot bodočim potniškim letalom. Avion razvijajo Siemens, Rolls Royce in Airbus, z njim pa želijo pomagati tako pri ureditvi zakonodaje v zračnem

Nemški Volocopter se tako nadeja, da bo izdelal prvi povsem električni zračni taksi na svetu. Helikopterju podobno letalo bo imelo nad kabino kar 18 manjših rotorjev, vodilni pa se pridušajo, da lahko leti že z devetimi – preostali so tam zaradi varnosti. Namenjeno je krajšim letom v urbanem okolju, saj ima doseg le dobrih dvajset kilometrov. A v njihovem primeru ne gre le za prazne marnje. Volocopter je namreč prvi testni let opravil že lani v Dubaju in čeprav trenutni model še upravlja pilot, bodo prihodnje inačice brezpilotne ali upravljane na daljavo. Zaupanje v projekt, ki naj bi bil na trgu v petih letih, še povečuje vložek podjetij, kot je na primer Mercedes Benz.

Električni let je pred vrati in že v nekaj letih bodo morda večja mesta videti kot iz romana Julesa Verna. Ker naj bi bili ti zrakoplovi ugodni tudi cenovno, se jih bomo morali navaditi tudi v Sloveniji. A njihova široka raba je pogojena ne le z napredkom v tehnologiji, marveč predvsem z zakonodajo in zadosti močnim električnim omrežjem, ki ga obremenjuje čedalje več tehnologij. Rešitve teh izzivov pa niso na ramenih inženirjev, marveč celotne družbe.

Napajanje električnih letal

Eden ključnih izzivov pri izdelavi električnih letal je njihovo napajanje, saj jim trenutna tehnologija omejuje doseg. Za pogon je tako inžinirjem na voljo nekaj možnosti:

- Baterije so najpogostejša rešitev, saj imajo razmeroma veliko zmogljivost glede na težo. Pravzaprav so jih letala za pogon že uporabljala, saj so veliki akumulatorji poganjali nekatere cepeline v 19. stoletju. Z razvojem tehnologije vnovičnega polnjenja so postale uporabnejše, danes, ko temeljijo na litiju in na še bolj obskurnih zlitinah, pa ponujajo dobro rešitev za pogon električnih motorjev. Kljub temu imajo razmeroma omejen doseg, a jih je mogoče uporabiti kot sekundarni energetski vir, ki ga primarni polni.

- Sončne celice so zanimiva možnost za električni let, a so precej drage, razmeroma šibke in za nočno delovanje potrebujejo baterije, ki hranijo pridelano energijo. Kljub temu jih neskončna zaloga sončnih žarkov naredi uporabne, predvsem pri premagovanju velikih razdalj, kar je dokazal švicarski Solar impulse 2, ki je pred tremi leti obletel svet.

- Pogonske celice tvorijo elektriko iz reakcije med dvema elementoma, na primer vodika in kisika, ki ju pridobijo iz okolice, ne iz lastne hrambe. Ta tehnologija bi lahko močno podaljšala čas leta, a je še v eksperimentalni fazi. Kljub temu jo že uporabljajo nekatera manjša letala, tudi Pipistrelova.

- Ultrakondenzatorji delujejo podobno kot baterije, a po potrebi razvijejo večjo moč za ceno manjše zmogljivosti. Uporabni bi bili, denimo, pri jadralnih letalih, ki bi jih uporabljala za vzlet in pristanek.

- Mikrovalovi bi lahko letalo napajali iz tal, podobno kot električni kabli, a brez omejitev le-teh. Za njihovo rabo bi potrebovali močan vir energije na tleh in natančno usmerjanje, kar naredi tehnologijo zanimivo, a neuporabno za splošno rabo.

- Električni kabli so napajali letala že v zgodnjem dvajsetem stoletju, njihova težava pa je predvsem omejen doseg, stalni priključek na generator in teža kabla. A lahko je uporaben za nekatera manjša letala, kot so, recimo, opazovalni droni.