התעופה של המאה ה-21 עשויה להיות חשמלית…
28 יולי, 2013
בואינג ואירבאס, וגופים ממשלתיים מובילים כמו נאס"א ו-DARPA, מפתחים היום רעיונות ראשונים של מטוסים מסחריים המונעים באמצעות חשמל ולא באמצעות דלק סילוני. עד כמה שהדבר מפתיע, יכול להיות שהמטוסים יהיו חשמליים לפני המכוניות!
בחודש שעבר חתמו EADS וסימנס על הסכם לפיתוח מנוע חשמלי עבור מטוסים
למרות שתעשיית המכוניות החשמליות עדיין לא השתלטה על שוק הרכב למרות הרצון האדיר של רוב הצרכנים לתרום להפחתת פליטת גזי החממה, עתיד התחבורה הציבורית נעוץ בחישמול. חברת חברת המחקר Frost & Sullivan סיכמה לאחרונה את רשמיה מהיריד האווירי שנערך ביוני בפאריס, והגיעה למסקנה שתעשיית התעופה מתחילה את צעדיה בכיוון החשמלי. עד כמה שהדבר נשמע מפתיע, יכול להיות שהמטוסים יהיו חשמליים לפני המכוניות!
בסיכומה ליריד, מציינת פרוסט אנד סליבן שהחישמול של התעופה יתבצע במספר רמות, החל מתשתיות קרקעיות וכלה בשיטות ההנעה האוויריות עצמן. "האטרקציות הגדולות של היריד היו אבות-טיפוס חשמליים של כלי-רכב לגרירת מטוסים. החברות Safran ו-Honeywell הציגו אבטיפוס של רכב הגרירה Electric Green Taxiing System, ואילו התעשייה האווירית הישראלית, Airbus, TLD Group ו-LEOS הציגו את הגורר החשמלי TaxiBot".
בשני המקרים מדובר בפתרונות שהם לא רק חשמליים, אלא מאפשרים לטייסים לשלוט ברכבי הגרירה ועל-ידי כך לשנות את אופן הניהול של שדות תעופה גדולים. "פתרונות אלה עשויים לסלול את הדרך אל מטוסים חשמליים. למטוסים חשמליים שני יתרונות מרכזיים: מערכות ומנועים אמינים יותר הזקוקים לפחות תחזוקה, וכן חיסון תעשיית התעופה מהשפעת השינויים התכופים והגדולים במחירי הדלק".
ראוי לציין שהרעיון אינו חדש לגמרי. כבר בסלון האווירי הקודם, בשנת 2011, הציגה חברת EADS קונספט של מטוס נוסעים חשמלי לגמרי תחת השם VoltAir. המטוס יהיה מצוייד בשני מדחפים אחוריים המסתובבים בכיוונים נגדיים על-גבי ציר סיבוב משותף באמצעות מנועים חשמליים הכוללים שימוש בחומרים על-מוליכים (בעלי התנגדות השואפת לאפס).
כדי להשיג את רמת ההתנגדות הנמוכה, יקוררו המנועים באמצעות חנקן נוזלי, שזהו אחד מהחומרים הזולים ביותר בתעשייה הכימית כיום. במספר מקרים מחירו נמוך אפילו מהמחיר של מי-שתייה. להערכת EADS מנועים אלה יכולים להגיע לצפיפות הפקת אנרגיה של 7-8kW/kg.
כמו הרעיון של בטר פלייס
החברה מתכננת לפתח סוללות עתירות אנרגיה, שחלקן יתבסס כנראה על שילוב של ליתיום וזרחן וליתיום ואוויר. החישוב התיאורטי של EADS מראה שהן מסוגלות להכפיל את קיבולת האנרגיה המוכרת כיום ל-1,000Wh/kg, שתאפשר להתקין אותן על מטוסים. מי שעומד בראש פרוייקט פיתוח הסוללה ב-EADS, ז'אן ואן טור, העריך שהיא תהיה זמינה כבר בשנת 2030.
שיטת ההטענה מזכירה את הרעיון של בטר פלייס: הסוללות יותקנו בבטן המטוס במיכלים מיוחדים קלים להחלפה, כאשר תהליך הטעינה יתבצע על הקרקע מחוץ למטוס. כל תהליך החלפת הסוללת במטוס יימשך פחות מזמן התידלוק המקובל כיום בתעשיית התעופה.
ביריד האווירי האחרון ביצעה EADS צעד נוסף בכיוון: היא חתמה על הסכם שיתוף פעולה עם סימנס ועם חברת Diamond Aircraft האוסטרית לפיתוח המנוע החשמלי עבור המטוס. "התעבורה האווירית מייצרת כיום 2% מפליטת הפחמן בעולם, ושיעור זה צפוי לצמוח ל-3% בשנת 2050", הסביר מנכ"ל EADS, טום אנדרס.
שלוש החברות החליטו לפתח מנוע חדש שיתאים גם למטוסים מסחריים וגם למסוקים, כאשר בתוך שנתיים-שלוש הם יציגו מנוע ראשון המיועד למטוסים היברידיים: המונעים גם בחשמל וגם בדלק. הרעיון יתבסס על פיתוח קיים של סימנס, מנוע חשמלי המקבל כוח גם מסוללות וגם מגנרטור המונע על-ידי מנוע וואנקל (מנוע שריפה פנימית בעל ניצולת אנרגטית גבוהה מאוד. גם אלביט משתמשת בו בחלק מהמל"טים שלה). בתחילת יוני השנה נערך ניסוי ראשון של הקונספט הזה, על-ידי הטסת דאון ממונע משדה התעופה של וינה.
גם בואינג מתחשמלת
מדובר במהלך רציני. חברת EADS היא החברה האם של Airbus, מיצרניות מטוסי התובלה והנוסעים הגדולות בעולם. אלא שגם המתחרה היחידה המשתווה לה, בואינג האמריקאית, טובלת את רגליה בתחום התעופה החשמלית.
בשנת 2010 היא החלה בפרוייקט פיתוח מטוס נוסעים היברידי שקיבל את הכינוי SUGAR Volt. ראשי תיבות של: Subsonic Ultra Green Aircraft Research. הצוות של בואינג פועל בשיתוף פעולה עם חברת General Electric, פראט אנד וויטני, רולס-רויס, Georgia Tech ועם חטיבת המטוסים המסחריים של בואינג. הוא בודק אפשרויות שונות לפיתוח מטוס דומה לבואינג 737 הכולל שני מנועי סילון מתחת לכנפיים ומנוע חשמלי בירכתי המטוס.
הצוות טוען שהמערכת ההיברידית יכולה לחסוך עד 70% מצריכת הדלק של המטוס. אולם גם החישובים הללו מבוססים על ההנחה שיפותחו סוללות יעילות בהרבה מהסוללות הקיימות היום בשוק. "בשלב הנוכחי מדובר בקונספט נסיוני להערכת טכנולוגיות היברידיות", הסביר לאחרונה ראש צוות המחקר של בואינג, מרטין בראדלי.
אחד מהגופים הגדולים העומדים מאחורי רעיון התעופה החשמלית הוא נאס"א (NASA). בשלוש השנים האחרונות מקיימת נאס"א תחרויות בינלאומיות עם גופים מסחריים כמו גוגל ועם גופים ממשלתיים כמו DARPA, שבהן נבחנות היכולות של מטוסים חשמליים. בתחרות eGenius לפני שנתיים השתתפו ארבעה צוותים תעשייתיים שבנו מטוסים חשמליים לארבעה נוסעים שהגיעו לטווח של 300 ק"מ במהירות של 170 קמ"ש.
התחלות צנועות
בינתיים ההצלחות הן ראשוניות בלבד, ומתייחסות למטוסים קטנים. לפני כחצי שנה חשפה חברת ססנה את המטוס הוותיק Cessna 172 כשהוא מצוייד במנוע חשמלי. ססנה 172 הוא אחד מהמטוסים הפופולריים בעולם. הוא בעל כנף עלית יחידה ומיועד לארבעה נוסעים. למרות שיצא לשוק בשנת 1955, הוא עדיין מיוצר ונמכר. במקביל, נאס"א ו-DARPA גם הקימו צוות לפיתוח מנוע חשמלי יעיל במיוחד המגיע לנצילות של 95%-97% – עבור הנעה אווירית.
"ככל הנראה, התעופה המסחרית החשמלית במלואה תתחיל להתרומם בשנים 2035-2040", מעריכה פרוסט אנד סליבן. "בשלב הנוכחי רוב המאמצים מוקדשים להחלפת מערכות מכניות בתוך המטוסים במערכות חשמליות: החלפת מערכות ההידראוליות והפניאומטיות הקיימות היום במערכות חשמליות מהירות תגובה ואמינות יותר. השלב האחרון יהיה החלפת מנועי הדלק (מנועי שריפה פנימית ומנועי סילון) במנועים חשמליים. משייעשה הצעד הזה, המנועים הישנים יהיו זיכרון רחוק בלבד…".
פורסם בקטגוריות: אנרגיה וסביבה , חדשות , תעופה וביטחון
כתבות נוספות העשויות לעניין אותך
