EcoPulse, avionul electric-hibrid cu propulsie distribuită şi inginerie bizară, dezvoltat de Airbus şi alte două companii, a efectuat primul zbor

Tehnologia avioanelor electrice şi electrificate mai face aparent un pas major, prin anunţul făcut azi de companiile Airbus, Daher şi Safran, care dezvoltă împreună din 2019 încoace avionul EcoPulse. Acest avion e unul electric-hibrid cu propulsie distribuită, o noţiune importantă în configuraţia acestui avion, care pretinde să-l facă mult mai eficientă în consum. Însă ingineria acestui avion are atât de multe componente în ea, unele vechi, altele noi, încât ajungem exact ca şi la maşinile electrice, dezvoltate pe platformele celor cu ardere internă, să ne întrebăm dacă nu e prea ineficientă construcţia.

Aşadar, la prima vedere vorbim de un avion compact, cu motoare electrice, care are şi o baterie litiu-ion la bord, despre care inginerii creatori spun că are o densitate energetică foarte mare, dar fără a da cifre exacte despre densitate sau capacitate totală. Avionul are şi un turbogenerator la bord, care consumă combustibil de aviaţie, iar rolul acestuia e de a genera electricitate pentru a alimenta motoarele şi eventual bateria de la bord. Spre deosebire de avionul electric Heart ES-30, însă, care are o baterie mare la bord şi e prevăzut să ruleze 200 km doar cu ajutorul bateriilor, având un turbogenerator doar pentru a beneficia de autonomia de rezervă în cazul în care are vreo interdicţie de a ateriza la aeroportul iniţial, avionul celor de la Airbus va face uz de turbogeneratorul său mai mult şi mai des, întrucât şi bateria de la bord e mai mică.

Aşadar, Airbus spune că în viitor ar putea dezvolta şi o versiune pur electrică, dar acum a ales varianta de propulsie hibridă. Şi apoi, acest avion Airbus de acum e unul de talie mică, iar în acest segment există deja şi avioane pur electrice care se pregătesc de producţie, precum Eviation Alice. Pe acest fundal, realizarea suedezilor cu avionul Heart ES-30, cu o capacitate de 30 e pasageri, e şi mai admirabilă, dacă nici Airbus n-a putut face acum decât un avion hibrid, şi acela compact. Dar ceea ce se spune pompos în comunicatul celor 3 companii e doar vârful de iceberg din ingineria acelui avion, iar dacă intrăm în profunzime, lucrurile nu mai par la fel de admirabile.

În primul rând, cele 3 companii menţionează că avionul are 6 electromotoare, câte 3 pe fiecare aripă, fiecare dintre ele având o putere de 50 kW, deci circa 68 CP, şi circa 408 CP în total. Existenţa a câte 3 motoare poziţionate pe aripi e ceea ce face parte din conceptul de propulsie distribuită, când propulsia e asigurată de un număr mai mare de elice, de diametru mai mic, care trebuie neapărat poziţionate pe aripi, anterior acestora, iar curenţii generaţi de ele amplifică efectul de elevare în aripi şi astfel pot consuma mai puţină energie pentru propulsie. Bateria litiu-ion de la bord poate furnzia o putere maximă de descărcare de 350 kW, deci ca să furnizeze energie de 300 kW către cele 6 electromotoare, ea va opera la 86% din puterea sa maximă. Destul de mult, de fapt, ceea ce riscă să genereze încălzirea ei, ne-am gândit noi.

Apoi am căutat şi solicitat documente şi fişe tehnice cu această baterie, pentru a înţelege cât de mare e în volum, ca să înţelegem cât de mare va fi solicitarea de 300 kW putere livrată de ea. Şi am aflat că e o baterie de 75 cm lăţime, 2,3 metri lungime şi 20 cm înălţime, cu sistem de management termic activ. Ea operează la 800 volţi, deci îi va fi mai uşor să livreze 300 kW stabil, şi cântăreşte 350 kg. Dacă estimăm o densitate energetică foarte bună de circa 320 Wh/kg, ar însemna că avem o capacitate de circa 112-115 kWh. Foarte puţin deci, iar dacă avionul consumă vreo 200 kW în regim de croazieră şi 300 kW în regim mai intens, atunci energia din baterie va fi suficient doar pentru câteva zeci de minute de zbor. De aici şi necesitatea sistemului hibrid în formula celor de la Airbus. Doar că nici asta nu e totul.

Foto: Construcţia bateriei noului avion

Am aflat că turbogeneratorul are doar 100 kW putere. Deci, având motoare care au nevoie de 300 kW ca să susţină o decolare, de exemplu, turbogeneratorul nu are suficientă putere să le susţină generarea de energie, şi inevitabil acesta au nevoie să asigure celelalte 200 kW din baterie. Prin urmare, avionul n-ar putea porni cu bateria descărcată, pentru că n-ar avea suficientă electricitate produsă de acel turbogenerator. Mai departe, în zbor, generatorul va genera 100 kW putere, dar asta înseamnă că motoarele nu trebuie să consume în mediu o putere mai mare de 100 kW, ca acest turbogenerator să reuşească să menţină bateriile la un nivel optim de încărcare. Sunt parametri posibili în regim de croazieră, însă dacă e nevoie de manevre mai intense, repetitive, nivelul bateriei ar scădea mult, iar apoi turbogeneratorul nu mai prea are rezerve pentru a încărca rapid bateriile, în eventualitatea în care aterizarea eşuează şi e nevoie de luat din nou altitudine.

Şi totuşi, acest avion EcoPulse, dezvoltat de Airbus, Daher şi Safran, a făcut acum primul zbor de test cu succes, de aproximativ 100 minute. Şi, dacă tot Airbus e o companie cu o experienţă imensă, dacă Daher e un producător de avioane mici cu o experienţă de inginerie de peste un secol, iar Safran e producător de electromotoare şi componente electronice cu o experienţă comparabil de notorie — probabil cele 3 companii au gândit şi soluţii de rezervă, ca să se asigure că avionul va putea zbura în orice condiţii, nu-i aşa?

Ei bine, este aşa, dar e o mare problemă. De fapt, acele soluţii care aproape că nu sunt anunţate în ingineria acestui avion vor fi cele de bază, iar tot sistemul de propulsie hibridă e unul auxiliar, iar asta e o mare dezamăgire. Hai să mai privim odată acest avion, observăm ceva în plus la el, faţă de componentele menţionate mai sus?

Da, există o elice centrală mare şi nişte ţevi de eşapament care ies din apropierea ei. Iar acolo e un motor cu turboax obişnuit de avion, care e prevăzut să poată propulsa de unul singur întregul avion, de la decolări la orice alte manevreme. Întregul avion hibrid-electric este, de fapt, un avion Daher TBM, numit în trecut Socata TBM, care-şi trage originile încă de la sfârşitul anilor 80. Desigur, avionul a mai avut modernizări, dar în esenţă vorbim de un avion care a fost proiectat din start ca unul absolut convenţional, şi căruia i s-a montat un sistem hibrid, care mai mult să-l ajute un pic în zbor, nici măcar la decolare. Iar pentru a înţelege cât de auxiliar e sistemul hibrid, motorul Pratt & Whitney, care propulsează elicea principală centrală, poate dezvolta 1.583 CP, dar e limitat la 700 CP pentru a avea durată de viaţă mai lungă şi pentru că e suficient pentru acest avion, iar la modelel mai noi puterea fost mărită la peste 900 CP. Deci, cele 6 electromotoare de câte 50 kW de pe aripi ar putea asigura susţinerea unei viteze de croazieră, dar sunt incomparabile cu puterea motorului principal, despre care nici măcar nu se menţionează nimic în anunţul pompos al Airbus. Se vorbeşte doar despre motoare electrice, sistem hibrid, ba chiar şi un viitor model pur electric. În timp ce adevărata forţă de propulsie a acestui avion vine de un motor absolut obişnuit de aviaţie.

Aşadar, o fi capabil acest sistem de propulsie să dea economie de carburanţi în consum, o fi şi interesantă ingineria, dar ea, ingineria, e foarte departe de ceva cu adevărat revoluţionar şi consistent, cum e Eviation Alice sau Heart ES-30. Aici e ca şi cum am compara o Toyota Yaris hibrid cu un Lucid Air cu vreo 700 km autonomie şi peste 1.100 CP din propulsie electrică, iar Toyota Yaris ar încerca să se prezinte pe o scară apropiată ca inovaţie şi viziune. Din păcate, chiar dacă e vorba de Airbus şi alte două nume mari în industria aviaţiei, e doar un avion cu o inginerie de 35 de ani, pe aripile căruia s-au montat 6 electromotoare, şi s-a mai pus o baterie relativ mică în capacitate, toate aceste elemente noi având doar un rol auxiliar, dar prezentat drept unul primar.