Propulsia electrică a ajuns şi la avioane: Rolls-Royce a efectuat primul zbor cu primul său avion electric

În domeniul automobilelor, propulsia electrică nu mai miră pe nimeni, mai degrabă poate mira evoluţia ei spre modele superperformante şi amploarea fenomenului, dar există industrii în care aceasta părea să nu aibă un viitor aplicabil şi asta mai ales din cauza sensibilităţii la greutatea totală a vehiculelor, raportată la kilogramele ocupate de bateriile unui sistem de propulsie electric, din totalul acestei greutăţi. Cu alte cuvinte, un camion electric are nevoie să transporte sarcină utilă cât mai mare, nu propriile baterii, o navă trebuie să aibă flotanţă şi să poată transporta încărcături, nu propriile baterii, iar în cazul avioanelor, subiectul e şi mai sensibil, pentru că e vorba de portanţă şi mult mai puţine kilograme, ca şi sarcină utilă, raportate la masa şi dimensiunile unui avion. Şi, totuşi, am ajuns acum să vedem şi primul zbor al primului avion electric Rolls-Royce.

Iar când vorbim de Rolls-Royce în domeniul aviaţiei, trebuie să specificăm din start că e vorba de o companie cu totul distinctă faţă de Rolls-Royce Motor Cars, producătorul de automobile. Ele au origini comune la istorie, însă, azi Rolls-Royce e unul din cei mai mari producători de motoare de avioane din lume, alături de o mulţime de alte componente pentru aeronautică şi alte industrii apropiate. Aşadar, vorbim de compania-lider din domeniul aeronauticii.

Aşadar, Rolls-Royce a reuşit să creeze un prim avion electric, uşor, în parteneriat cu o compania care a construit structura fuzelajului. Avionul electric poartă numele „Spirit of Innovation”, numit şi Accel după numele proiectului, şi este deocamdată un prototip, asupra căruia s-a lucrat cam de prin 2019 încoace. Are un sistem de propulsie de 543 CP, iar primul său zbor a avut loc de curând, la 15 septembrie 2021, ora 14:56 după fusul orar al Marii Britanii.

Avionul a decolat de la baza aeriană Boscombe Down a Ministerului Apărării Marii Britanii. Primul său zbor a durat circa 15 minute. Avionul de mici dimensiuni (7 metri lungime) poate atinge până la 480 km/h, însă în primul său zbor a fost un pic mai modest în testarea limitelor. Ulterior însă, cei de la Rolls-Royce intenţionează să atingă un record mondial pentru cel mai rapid avion din acest segment.

Şi acum, dacă ai ajuns până aici, probabil eşti la fel de intrigat ca şi nou de substratul ingineresc al acestui avion — ce sistem de propulsie are, ce baterii, ce imperfecţiuni mai are şi poate ci viitor palpabil vom putea vedea la capitolul avioanelor electrice. Ei bine, pentru că suntem la fel de intrigaţi cu toţii, n-am putut omite partea asta, aşa că am săpat un pic mai adânc.

Ei bine, avionul e unul cu şasiu sport, ceea ce în cazul lui presupune clasă de greutate mică şi structură foarte rigidă torsional, realizată din materiale uşoare, inclusiv fibră de carbon. Corpul avionului, cu o structură aproape identică, e folosit în prezent şi la un avion de cursă, Sharp Nemesis. Acel avion de cursă e unul cu propulsie tradiţională, având un motor de 350 CP şi poate atigne o viteză de 522 km/h cu motorul său convenţional, fiind de asemenea unul uşor, cu o greutate maxim admisă de decolare, adică avion plus sarcină utilă, de 1,200 kg.

În cazul avionului electric, termenii ecuaţiei sunt alţii, dar rezultatul final în kilograme trebuia să fie mai mic sau egal, nicidecum mai mare. Aşa că Rolls-Royce a montat pe acest avion cu un singur loc bateria cu cea mai înaltă densitate din lume, după cum spune. Aceasta are 6,000 de celule, poziţionate cât mai compact, dar în acelaşi timp bateria e gândită pentru a adăposti un sistem de răcire avansat, care să o protejeze în cazul solicitărilor la maxim pe perioade îndelungate. Bateria are o capacitate de a livra 500 kW putere în acelaşi timp în regim constant, iar pe perioade scurte de până la 750 kW. Asta înseamnă că motorul sau motoarele pot avea maxim 500 kW putere în regim nominal şi 750 kW în regim de boost, or, aşa cum spunem de multe ori, puterea sistemelor de propulsie electrică nu e limitată de capacitatea inginerilor de a proiecta un electromotor mai puternic, ci de capacitatea unei baterii de a-i asigura acestui un flux de energie suficient.

Aşa arată cele 6,000 elemente ale bateriei avionului

Cei de la Rolls-Royce nu anunţă câţi kWh de capacitate are bateria, însă spun că poate asigura o autonomie de 200 mile avionului, ceea ce ar fi cam 320 km, suficient pentru un zbor între Londra şi Paris.

Elicea avionului e propulsată de 3 electromotoare axiale, de fapt, nu de unul. Comparând cu un avion normal, elicea are turaţii considerabil mai mici de funcţionare, de circa 2,400 rpm, fapt care i-ar permite o mai stabilă şi mai silenţioasă. Rolls-Royce spune că aceste motoare pot livra 90% de eficienţă energetică şi aduce exemplul comparativ al unui bolid de Formula 1, care are o eficienţă energetică de doar 50%.

Inginerii au reuşit să ţină greutatea avionului plus baterii la aceleaşi kilograme ca şi avionul convenţional, pe care se bazează Accel, deci până în 1,200 kg masă totală admisibilă de zbor. Diferenţa e că la avioanele normale odată cu zborul şi arderea combustibilului fosil masa la aterizare e mai mică, în timp ce aici putem spune că masa de aterizare va fi egală.

Ei bine, şi primul zbor al acestui avion electric a avut loc cu succes. A durat doar 15 minute, fără viteze maxime şi recorduri, or, acestea vor veni la următoarele zboruri. Acum a fost important să se demonstreze că avionul poate fi pilotat şi că e sigur cu întregul sistem de propulsie electrică. Vom urma cu siguranţă, însă, alte ştiri fascinante despre el.

Şi dacă ar fi să ne întrebăm cât de aplicabilă va deveni într-o zi propulsia electrică pentru avioanele mai obişnuite, cu mai mulţi pasageri la bord, atunci aflăm că Rolls-Royce are deja un contract cu compania aeriană Wideroe, cel mai mare transportator regional din regiunea scandinavă, iar acel contract presupune proiectarea şi livrarea unui prim model de avion electric cu suficient de multe locuri la bord, încât să fie compatibil cu segmentul zborurilor regionale. Acel avion viitor va folosi o mare parte din sistemul de propulsie a lui Accel, probabil adaptat la o scară mai mare, şi ar urma să fie gata în anul 2026. Deci, s-ar putea ca în doar 5 ani să auzim despre zboruri de cursă, regulate, operate cu avioane electrice!