Samolot elektryczny to samolot napędzany jednym lub kilkoma silnikami elektrycznymi , zasilany bateriami , panelami słonecznymi lub ogniwami paliwowymi .
Do 2010 roku samoloty zasilane bateriami były w większości prototypami, dronami lub modelami w zmniejszonej skali. Ich masowa produkcja nie jest możliwa ze względu na ich skromną wydajność i konkurencję ze starszymi technologiami nieelektrycznymi, które są bardziej wydajne i nadają się do transportu lotniczego , a gęstość energii magazynowania energii elektrycznej pozostaje na tym etapie zbyt niska.
Prototyp Solar Impulse 2 szwajcarskiego Bertranda Piccarda , zasilany własną produkcją energii elektrycznej z paneli słonecznych, odniósł sukces w latach 2015-2016 dzięki historycznemu wyczynowi elektrycznego samolotu, jakim było okrążenie świata .
W 2017 r. odrodziło się zainteresowanie elektrycznym samolotem, czego wyrazem były zapowiedzi Airbusa i EasyJet realizacji komercyjnych lotów krótkodystansowych do 2027 r. Zainteresowanie to potwierdzają w 2020 r. różne rządy, w tym francuski, jako oś ponownego startu sektor lotniczy w celu uwzględnienia kwestii klimatycznych.
W 1883 roku Gaston Tissandier i jego brat Albert sterują balonem za pomocą silnika elektrycznego.
France od Charles Renard i Arthur Constantin Krebs jest pierwszym w pełni sterowalne sterowiec użyciu napędu elektrycznego. Swój pierwszy lot odbył w dniu9 sierpnia 1884 r.
Podczas I wojny światowej w Austro-Węgrzech odbył swój pierwszy lot elektryczny helikopter zbudowany przez Petróczy, Kármán i Žurovec. PKZ-1 posiada silnik o masie 195 kg , 6000 obr/min i mocy 140 kW , zasilany z ziemi kablem elektrycznym. Jego celem jest pokonanie słabości balonów obserwacyjnych , jednak silnik nie był wystarczająco mocny i po kilku lotach zapalił się.
Od lat 60. obiekty cięższe od powietrza latają za pomocą silników elektrycznych. Są to przede wszystkim modele zdalnie sterowane. To jest30 czerwca 1957że brytyjski pułkownik HJ Taplin lata pierwszym samolotem sterowanym radiowo. Jego Radio Queen wykorzystuje silnik z magnesami trwałymi i baterię cynkowo-srebrną .
W szybowce z silnikiem przypominającej nazywane są szybowce i może mieć silnik elektryczny, takich jak Lange Antares 20E . W 1973 roku Fred Militky i Heino Brditschka przekształcili motoszybowiec Brditschka HB-3 w samolot elektryczny o nazwie Militky MB-E1. Jest to pierwszy samolot elektryczny, który przyjmuje osobę na pokład. Heino leci przez 14 minut.
4 listopada 1974, AstroFlight Sunrise (pl) wykonuje swój pierwszy lot. Jest to bezzałogowy prototyp wykorzystujący panele słoneczne do zasilania silnika.
29 kwietnia 1979, Mauro Solar Riser wykonuje swój pierwszy lot. Jest to jednopilotowy samolot zasilany energią słoneczną z bateriami NiCd. Trzy godziny ładowania na ziemi dają mu zasięg 10 minut lotu.
23 grudnia 2007 r.Elektra jest pierwszym samolotem elektrycznym, który przeleci 50 kilometrów.
Pierwsze przejście przez kanał odbywa się w dniu 10 lipca 2015Huberta Lathama na pokładzie samolotu Airbus E-fan .
Projekt Solar Impulse demonstruje samolot solarny bez zewnętrznego zasilania paliwem, działający z silnikami elektrycznymi. W 2016 r. odbyła się 40 000- kilometrowa podróż dookoła świata, podczas której dwóch pilotów na zmianę pilotuje samolot.
Aquinéa Volta elektryczny helikopter wykonany swoje pierwsze loty w lutym 2016. To ma zasięg 15 minut świadczonych przez 150 kg baterii .
10 czerwca 2020 r., po raz pierwszy samolot elektryczny jest certyfikowany przez organ, Europejską Agencję Bezpieczeństwa Lotniczego : Pipistrel Velis Electro.
Szwecja i Islandia zdecydowały, że do 2030 r. wszystkie ich krajowe loty krótkodystansowe będą obsługiwane przez samoloty wolne od paliw kopalnych. Norwegia dała liniom lotniczym do 2040 r. eliminację ze swoich obiektów samolotów naftowych. Jednak pierwsze niskoemisyjne samoloty regionalne (ES-19 firmy Heart Aerospace i P-Volt, opracowane wspólnie przez włoskiego producenta samolotów Tecnam i producenta silników Rolls-Royce dla norweskiej regionalnej firmy Wideroe) są spodziewane od 2026 roku na rynku krajowym. trasy.
SoLong UAV to elektryczny samolot z bateriami i panelami słonecznymi. Latał przez ponad 24 godziny, a następnie ponad 48 godzin w Kalifornii w 2005 roku.
23 grudnia 2007 r.Odbył się pierwszy lot samolotu BL1E Electra o rejestracji F-WMDJ, wyposażonego w silnik elektryczny (19 kW ) oraz baterie litowo-polimerowe . Pilot – inżynier testowy Christian Vandamme wykonuje ten 48- minutowy lot z lotniska Aspres sur Buëch (Alpy Południowe).
Badana jest również możliwość ogniw paliwowych działających na wodór . W 2008 roku badania Boeinga oblatały motoszybowcem przez 20 minut przy użyciu tej techniki.
W ciągu dekady 2010 roku zbudowano kilka prototypów lub małych samolotów zasilanych energią elektryczną. Ich cechą charakterystyczną jest zmniejszona waga oraz fakt, że przewożą tylko niewielką liczbę pasażerów.
W 2009 r. w Szwajcarii trwają prace nad projektem samolotu solarnego Solar Impulse, który krąży po całym świecie . 7 i8 lipca 2010samolot wykonuje lot 26 godzin i 9 minut bez przerwy, w tym całą noc.
5 września 2010, zbudowany amatorsko dwusilnikowy MC15E Cri-Cri ustanowił absolutny rekord prędkości samolotu w 100% elektrycznego z prędkością 262 km/h podczas spotkania w Pontoise, w obecności komisarzy Aero-Club de France . Następnie ten sam samolot osiągnął 283 km / h na25 czerwca 2011na Paris Air Show , rekord poświadczony przez Aero-Club de France .
13 kwietnia 2011demonstrator MC30E ustanowił pierwszy rekord typu Międzynarodowej Federacji Lotniczej (FAI) na targach AERO Friedrichshafen z udziałem samolotu z napędem elektrycznym, lecącego z prędkością 135 km/h na dwukierunkowej trasie 15 km w obie strony (klasa FAI „R”, podkategoria RAL1E , ID 16214). Jednak FAI nie zaakceptowała tej próby z przyczyn związanych z błędami przy tworzeniu pliku homologacyjnego. Ten demonstrator przeszedł od tego czasu modyfikacje w celu zainstalowania lepiej dostosowanego i wydajniejszego silnika, z myślą o nowej kampanii rekordów FAI do końca 2011 roku. Kolejne trzy próby wysokości, prędkości na torze i odległości na torze (identyfikator FAI 16495, 16496 i 16497 z 27 lutego 2012 r.) zostały natomiast zatwierdzone przez FAI w kategorii RAL1E, stając się pierwszymi tego typu samolotami i napędami słonecznymi. Raport techniczny z kampanii testowej z początku sierpnia 2011 r. można obejrzeć na stronie producenta silników Electravia . Z efektywnością energetyczną równą 3,4 g paliwa kopalnego zużywanego na kilometr przebyty w linii prostej i na stałej wysokości (tj. 5 kWh przy maksymalnej prędkości finezyjnej 125 km/h ), ten samolot jest najbardziej ekonomicznym obiektem latającym w historii oddany do eksploatacji. Jego potencjał do poprawy jest daleki od wyczerpania, krótkoterminowe ambicje mają spaść poniżej ekwiwalentu 3 g / km paska, a w średnim okresie 1 g / km H 2fizyka wciąż przy 120 km/h . Ostateczna 15 km na południowy round trip rekord prędkości został ustawiony w RAL1E na 189.97 km / h na29 września 2012, następnie homologowany (ID FAI 16638), MC30E stał się tym samym najszybszym pilotowanym elektrycznym statkiem powietrznym z homologacją FAI. Od tego czasu został wyprzedzony w innej kategorii (klasa FAI C, podkategoria C1b, grupa 6) przez Long-ESA Chip Yates osiągając 225,88 km/h na 15 km i 324,02 km/h na 3 km , te dwa rekordy zostały pobite Klausa Ohlmanna (ID FAI 18312), na E-Genius z Akaflieg ze Stuttgartu i Walter Extra na Extra 330LE z napędem elektrycznym (ID FAI 18139), z odpowiednio 239,29 i 337,5 km/h . Rekordy MC30E są nadal aktualne.21 listopada 2019 r..
RX1E jest chińska monoplan i dwumiejscowy samolot. Swój pierwszy lot odbył w dniu6 czerwca 2012. Jego maksymalna masa startowa wynosi 600 kg, a maksymalna prędkość 160 km/h .
Grupa Airbus zaprezentowała w 2014 roku prototyp lekkiego samolotu elektrycznego, E-Fan . 10 lipca całkowicie elektryczny samolot E-Fan 2.0 przeleciał przez kanał między Lydd (Anglia) a Calais. Ten dwumiejscowy samolot prywatny przeznaczony jest do krótkoterminowych misji, takich jak szkolenie, holowanie szybowców czy akrobacje lotnicze. Zasilany polimerowymi bateriami litowo-jonowymi, które zasilają dwa silniki elektryczne, jest w stanie utrzymać się w powietrzu przez godzinę w przypadku lotu szkoleniowego i 30 minut w przypadku lotu akrobatycznego. Miała być produkowana w Pau od 2016 roku, początkowo w tempie dziesięciu samolotów rocznie, by dostarczyć pierwsze modele komercyjne na przełomie 2017 i 2018 roku. Pod koniec marca 2017 roku Airbus ogłosił wycofanie się z projektu oraz anulowanie budowy zakładu montażowego. Projekt demonstracyjny średniej wielkości samolotów komercyjnych, Airbus E-Fan X (en) został uruchomiony pod koniec 2017 r. (patrz poniżej ).
W czerwcu 2016 eksperymentalny samolot X-57 Maxwell , zbudowany przez NASA , został zaprezentowany na American Aeronautics Forum. Posiada dwa duże silniki, wykorzystywane w locie przelotowym z prędkością 280 km/h oraz dwanaście małych przeznaczonych do startu i lądowania.
W 2020 roku płatowiec Piper PA-46 wyposażony w silnik elektryczny i ogniwo paliwowe ma ładowność sześciu osób.
W 2021 roku kilka firm rozwija samoloty o pojemności od jednego do 19 pasażerów . Jeśli pierwszy z nich, dwumiejscowy, jest certyfikowany od czerwca 2020 r., większość jest w przygotowaniu. Kilka prototypów oferujących cztery lub sześć miejsc przeleciało w ciągu kilku minut w 2020 roku. Zapowiedzi różnych europejskich producentów ( Aura Aero , Heart aerospace, Pipistrel ) zdają się zbliżać około 2028 roku w kierunku samolotu mogącego pomieścić do 19 pasażerów z około 500 km .
Głównym czynnikiem ograniczającym jest gęstość energii akumulatorów wyrażona w Wh/kg , która ma wzrosnąć dwukrotnie w latach 2020-2027. Podczas gdy akumulator typu Tesla ma (w 2020 r.) gęstość 250 Wh/kg , dwie tony baterii o dwukrotnie większej gęstości zapewniłyby 1 MW na godzinę i rozpędziły samolot do prędkości 500 km/h .
Niektórzy producenci realizują linię rozwoju dotyczącą hybrydyzacji z silnikiem konwencjonalnym, aby przyspieszyć przejście na tryb całkowicie elektryczny, taki jak samochód.
Ampaire opracowuje Eco Twin Otter , 19-osobowy samolot z napędem hybrydowym. W październiku 2020 roku firma wykonała ponad 500 km lotu na bazie Cessna 337 Skymaster , czteromiejscowego czteromiejscowego pojazdu typu push-pull , przekształconego w hybrydowo-elektryczny.
W lutym 2021 roku firma ogłosiła przejęcie przez Surf Air Mobility, który specjalizuje się w doposażaniu samolotów termicznych.
W styczniu 2021 r. Aura Aero ogłosiła, że oprócz elektrycznej wersji dwumiejscowej akrobacji o nazwie Integral opracowuje 19-osobowy elektryczny samolot do transportu regionalnego. To MŚP, założone w 2018 roku, inauguruje swoją fabrykę w kwietniu 2021 roku na byłym lotnisku wojskowym Toulouse Francazal. Jego dwumiejscowy samolot do akrobacji lotniczej i wojska Integral R wykonał swój pierwszy lot w czerwcu. Aura Aero planuje pierwszy lot Electric Integral S dla szkół lotniczych w 2022 r. i wejście do służby w 2023 r., a także przygotowuje 19-miejscowy regionalny samolot transportowy: ERA (Electrical Regional Aircraft) wyposażony w baterie strukturalne, aby pomieścić masę i turbogeneratora opalanego olejem produkującym dodatkową energię elektryczną na odległość ponad 400 kilometrów; pierwszy lot zaplanowano na 2024 r., a wejście do służby w 2026 r.
Od 2017 roku firma rozpoczęła prace nad dwoma samolotami z napędem hybrydowym: dwumiejscowym tandemem (Alérion M1h) i sześciomiejscowym (Alcyon M3c). Ogłasza dostępność w 2026 roku.
Bye Aerospace rozwija eFlyer od 2014 roku, który jest dostępny w dwóch wersjach: dwumiejscowej i czteromiejscowej. Firma ogłasza w listopadzie 2020 roku partnerstwo z Safran w zakresie silnika, który jest również wyposażeniem Cassio. Firma współpracuje również z firmą Garmin nad awioniką. Dwumiejscowy eFlyer 2 musi lecieć z prędkością od 100 do 250 km/h . Jego autonomia zapowiadana w ekonomii z prędkością 175 km/h wynosi 400 km (z rezerwami VFR). Firma twierdzi, że w marcu 2021 r. miała 721 zamówień równomiernie rozłożonych na dwa modele bez podania daty certyfikacji. Zapowiada również udostępnienie modelu 8 miejsc.
W czerwiec 2019, izraelski start-up Eviation prezentuje na Paris Air Show swój elektryczny samolot Alice, przeznaczony dla dziewięciu pasażerów i dwóch członków załogi, o zasięgu 1000 km ; jego akumulator litowo-jonowy o pojemności 900 kWh stanowi ponad 60% jego 6,35 ton i może latać z prędkością przelotową 520 km / h , według jego projektantów.
H55 to spin-off projektu Solar Impulse , kierowanego przez André Borschberga . Firma specjalizująca się w elektrycznych łańcuchach napędowych od kwietnia 2017 roku rozwija Bristell Energic Flight Trainer dla BRM Aero, dwumiejscową maszynę treningową. H55 dąży do certyfikacji pod koniec 2021 r. do obrotu w 2022 r.
We wrześniu 2020 r. szwedzka firma Heart Aerospace ogłasza, że na 2026 r. opracowuje ES-10, 19-osobowy samolot elektryczny. Miałby on zasięg 400 km . Pierwszymi rynkami docelowymi firmy są usługi na lotniskach skandynawskich.
W październiku 2019 r. chiński Instytut Badań Lotnictwa Ogólnego Liaoning wykonał pierwszy lot swojego czteromiejscowego RX4E, który ogłoszono jako lecący 1h30 i zdolny do pokonania 300 km. Wyposażony jest w akumulator 300 Wh/kg na 70 kWh. Samolot waży 1,2 tony.
Pie Aeronefs SA to szwajcarski producent w 100% elektrycznych samolotów zlokalizowany w kantonie Vaud . Założona w 2020 r., ma na celu wprowadzenie na rynek do 2030 r. samolotu o cztery miejsca o wydajności równej lub lepszej niż tradycyjne urządzenia tłokowe , dzięki rozproszonemu napędowi elektrycznemu (w) .
Zanim zajmie się tą nową technologią, od 2022 roku jako jedyny szwajcarski zespół pod nazwą „Team Pie Aeronefs” weźmie udział w mistrzostwach świata w wyścigach samolotów elektrycznych: Air Race E (fr) . W tym celu firma buduje w 100% elektryczny samolot wyścigowy: UR-1. Samolot o masie 400 kg i wyposażony w silnik o mocy 150 kW (ok. 200 KM ) musi osiągać prędkość ponad 300 węzłów ( 550 km/h ). Jego pierwszy lot zapowiadany jest na koniec 2021 roku.
W marcu 2018 roku klub lotniczy z Fresno (Kalifornia) zamówił cztery Alpha Electro od słoweńskiego producenta Pipistrela , specjalisty od małych samolotów szkoleniowych. Wyposażony w silnik o mocy 50 kW , ten dwumiejscowy samolot elektryczny, przeznaczony dla szkół lotniczych, ma zasięg lotu półtorej godziny. Od lutego 2019 roku Francuska Federacja Lotnicza (FFA) używa tego samolotu na lotnisku Toussus-le-Noble .
Europejska Agencja Bezpieczeństwa Lotniczego (EASA) ogłasza10 czerwca 2020 r.swój pierwszy certyfikat dla w pełni elektrycznego samolotu: Pipistrel Velis Electro. Ten dwumiejscowy samochód ma autonomię przez godzinę przy prędkości przelotowej 170 km/h . Nie robiąc więcej hałasu niż duża pralka (60 dB ), może latać nad zamieszkałymi terenami bez powodowania typowych konfliktów między mieszkańcami a latającymi klubami. Według producenta naładowanie akumulatora do 100% z 30% zajmuje dwie godziny.
Producent deklaruje, że w czerwcu 2020 roku ma 120 zamówień . Firma Green Aerolease z siedzibą w Brześciu ogłosiła wstyczeń 2021 zamów 50 urządzeń do wypożyczenia.
Pipistrel zapowiedział także hybrydową i całkowicie elektryczną wersję czteromiejscowego podróżnego pojazdu Panthera .
W lutym 2021 roku producent ujawnia swój projekt 20-miejscowego samolotu do transportu regionalnego. Ma zostać oddany do użytku w latach 2028-2030 dla połączeń o długości od 200 km do 1000 km .
Tecnam ogłasza w październiku 2020 r. budowę dziewięcioosobowego samolotu (plus dwóch pilotów), P-Volt, opartego na swoim P2012 (w) , we współpracy z Rolls-Royce, który przejął od Siemensa dział odpowiedzialny za silniki elektryczne . W marcu 2021 roku partnerstwo zostaje rozszerzone na norweską linię lotniczą Wideroe .
Francuska firma VoltAero ogłosiła, że opracowuje Cassio, samolot hybrydowy, który będzie gotowy w 2023 r. i dostępny w trzech wersjach cztero-, sześcio- i dziesięciomiejscowej. Rozwój odbywa się we współpracy z belgijską firmą SONACA , odpowiedzialną za płatowiec i francuskim Safran za silnik.
25 września 2020 r. start-up ZeroAvia (pl) wykonuje pierwszy lot sześciomiejscowego samolotu Piper typu M wyposażonego w silnik elektryczny zasilany samym ogniwem paliwowym zasilanym sprężonym wodorem. Planuje przelot 400 km przed końcem 2021 roku. Ma na celu wprowadzenie na rynek swojego układu napędowego do 2024 roku dla samolotów z 10 do 20 miejscami, w 2026 dla samolotów z 50 do 100 miejscami i w 2030 dla samolotów średniodystansowych od 100 do 200 siedzenia zdolne do przejechania 3200 km .
Firma Zunum Aero, wspomagana przez Boeinga i JetBlue , ogłosiła w październiku 2017 r. realizację w 2022 r. samolotu hybrydowego zdolnego do przewozu 12 osób z prędkością 550 km/h i zasięgiem 1100 km .
W grudzień 2019, elektryczny wodnosamolot de Havilland Beaver DHC-2 ePlane odbywa swój dziewiczy lot w Vancouver; wyposażony w silnik Magni500 o mocy 560 kW może przewozić sześciu pasażerów.
W maj 2020eCaravan, dziewięciomiejscowa przyczepa kempingowa Cessna wyposażona w ten sam silnik elektryczny Magni500 o mocy 560 kW , wykonuje swój pierwszy lot.
Po spadku w kwietniu 2017 r. E-Fan , Airbus , Rolls-Royce i Siemens ogłosiły w listopadzie 2017 r. projekt Airbus E-Fan X (w) . Polega na przetestowaniu napędu hybrydowego na samolocie typu regionalnego (90 miejsc). Trzy grupy chcą zbudować demonstrator lotu do 2020 roku; jeden reaktor, z czterech testowanych samolotów BAE146, musi zostać zastąpiony silnikiem elektrycznym o mocy 2 MW , a następnie dwa, jeśli się powiedzie. Dla porównania, E-Fan pracuje z dwoma 30-kilowatowymi reaktorami. Projekt zostaje porzucony wkwiecień 2020, ofiarą w szczególności światowego kryzysu związanego z epidemią Covid-19 .
Przedstawiony 9 czerwca 2020 r. przez rząd francuski plan odbudowy aeronautyki stawia sobie za cel uruchomienie w 2035 r. pierwszego samolotu „zielonego” lub „bez emisji CO 2 ”. ”, A nie w 2050 r., jak początkowo przewidywano. Projekt składa się z kilku etapów: uruchomienie „następcy Airbusa A320” około 2030 roku, z celem redukcji zużycia paliwa o 30%, przy przygotowaniu kolejnego etapu, przejście na wodór około 2035 roku; pierwszy prototyp lub demonstrator powinien ujrzeć światło dzienne około 2026-2028; hybrydowy samolot regionalny również powinien zostać zaprojektowany przed końcem dekady.
Boeing NeXt , oddział amerykańskiego producenta lotniczego, opracowuje Boeing Passenger Air Vehicle (PAV), elektryczny samolot pasażerski do pionowego startu i lądowania.
We wrześniu 2017 r. firma Easyjet ogłosiła rozpoczęcie komercyjnej eksploatacji do 2027 r. na krótkich trasach, we współpracy z amerykańskim start-upem Wright Electric, prawie całkowicie elektrycznych urządzeń o maksymalnym zasięgu 540 kilometrów i pojemności od 120 do 220 pasażerów. Loty z zerową bezpośrednią emisją CO 2są planowane do 2037 roku. Dwa dni później Bertrand Piccard odpowiada, że loty komercyjne samolotami elektrycznymi są całkiem możliwe. W październiku 2018 r. Easyjet określił harmonogram prac rozwojowych: pierwszy lot w 2019 r. 9-miejscowego prototypu, następnie opracowanie wersji 50-miejscowej i wreszcie wersji 150 lub 180-miejscowej, wraz z usługą komercyjną zaplanowano na 2030 r. używany do lotów o długości około 500 kilometrów między Wielką Brytanią a Europą, takich jak połączenie między Londynem a Amsterdamem, drugim najbardziej ruchliwym na Starym Kontynencie.
Poniższa tabela podsumowuje dostawy samolotów elektrycznych na całym świecie według modelu.
| I kwartał 2020 r. | II kwartał 2020 | III kwartał 2020 | IV kwartał 2020 | I kwartał 2021 r | |
|---|---|---|---|---|---|
| Pipistrel Velis Electro | 0 | 0 | 5 | 8 | 14 |
| Całkowity | 0 | 0 | 5 | 8 | 14 |
Demokratyzacja stosowania nowych technologii akumulatorowych, w szczególności akumulatorów litowo-polimerowych (LiPo) , które przy zmniejszonej wadze i większej wytrzymałości zastępują akumulatory NiMH lub NiCd ; a także silniki bezszczotkowe zapewniają lepsze osiągi elektrycznych modeli samolotów.
Spośród dronów rekreacyjnych, spopularyzowanych od 2010 roku, prawie zawsze są zasilane elektrycznie.
Rekord świata na czas lotu bez wyłączania silnika został ustanowiony we Francji dnia 30 lipca 2008w Selles-Saint-Denis przez zespół Vincenta Labrouve'a i Daniela Lentina z urządzeniem Volenbulle XXL, z czasem 12 h 36 min 46 s .
Rekord świata w czasie i odległości z wykorzystaniem energii słonecznej został ustanowiony na 15 lipca 2014Roger Thierry i Patrick Vallet z lataniem 4 h 55 i przejechanym 130 km .