Avioane electrice în curând?

Solar Impulse 2 a dezvăluit pe 9 aprilie 2014, la fel ca Onera pe 7 aprilie, planuri pentru avioane 100% electrice, de neconceput pentru câteva decenii…

Avionul care va fi prezentat mâine pentru prima dată la o bază aeriană elvețiană are puține în comun cu cele pe care le cunoaștem. În timp ce anvergura aripilor Solar Impulse 2 este apropiată de cea a unui Airbus A380 (72 de metri), greutatea sa (2,4 tone) abia depășește cea a unui 4×4. Mai presus de toate, va transporta o singură persoană, pentru o provocare cu adevărat extraordinară: primul zbor în jurul lumii – cu escale – efectuat de un avion complet electric, alimentat cu energie solară.

În 2010, un prim prototip al Solar Impulse a zburat deja timp de 26 de ore fără întrerupere. Noua versiune concepută de Bertrand Piccard și André Borschberg, promotorii acestui proiect nebunesc, va fi capabilă să rămână în aer timp de cinci până la șase zile, în funcție de condițiile meteorologice. Mai mare, Solar Impulse 2 este, de asemenea, mai puternic – predecesorul său nu a putut zbura printre nori deoarece circuitele sale electrice nu erau suficient de etanșe pentru a-i limita greutatea – și mai confortabil, chiar dacă îmbunătățirea este relativă: cabina nu este presurizată și la bord nu poate urca decât un singur pilot în același timp.

Datorită mai multor parteneri industriali (Solvay, Altran, SunPower, Bayer etc.) și științifici (EPFL), avionul beneficiază de cele mai recente inovații în materie de materiale, baterii și eficiență a celulelor solare. Dar structura sa ultraușoară din fibră de carbon amintește mai mult de frații Wright sau de Santos-Dumont decât de avioanele moderne. solar Impulse este un simbol a tot ceea ce se poate face cu tehnologia modernă prin împingerea ei la limită”, spune Bertand Piccard. Este, de asemenea, un mod de a arăta că ne putem rezolva provocările energetice, cel puțin parțial, prin progresul tehnologic

În prezent, producătorii pariază în primul rând pe avioanele „mai” electrice, capabile, de exemplu, să ruleze pe sol fără a utiliza motoarele. Dar cum rămâne cu adevăratul avion cu propulsie electrică? Este o fantezie a inginerilor, un demonstrator tehnologic sau un concept real pentru viitor? Aseară, o echipă de cercetători de la Centrul de Cercetare Aeronautică și Spațială, cu ajutorul CEA Tech, și-a prezentat răspunsul în fața unei sute de industriași aleși cu grijă la Aéro-Club de France. Rezultatul exercițiului lor de previziune este o aeronavă reală, deși încă pe hârtie, dar care ar putea foarte bine să zboare într-o zi.

„Concluzia noastră este că avionul cu propulsie electrică este fezabil din punct de vedere tehnic și teoretic posibil pentru transportul comercial în termen de două până laatrdecenii, în funcție de misiunile avute în vedere”, rezumă Antoine Guigon, directorul departamentului de prospectivă aerospațială al Onera. „Este un obiectiv important, deoarece, deși amprenta ecologică a aeronauticii este destul de mică în comparație cu cea a automobilului, aceasta are un impact semnificativ asupra ființei umane, în special din cauza zgomotului”, recunoaște Pierre Duval, organizatorul serii pentru Aéro-club de France și președintele comisiei de mediu a Fédération aéronautique internationale.

Dacă termenul pare atât de îndepărtat, este pentru că problema este complexă. Aeronautica rămâne dependentă de parafină deoarece petrolul este o formă concentrată de energie, flexibilă și ușor de utilizat. „În stadiul actual al cunoștințelor noastre, propulsia electrică nu va putea atinge aceleași performanțe ridicate ca propulsia actuală timp de câteva decenii. Trebuie să venim cu concepte și tehnologii revoluționare”, explică Antoine Guigon. Nu are rost să încercăm să „electrificăm” o aeronavă existentă: trebuie să pornim de la zero.

ELICE PE ARIPĂ

Este ceea ce au făcut, cu prudență, cercetătorii de la Onera. În timp ce visează la un avion capabil să transporte 100 de pasageri pe mii de kilometri, ei au fost mai modești în abordarea avionului personal de afaceri, capabil să transporteatre persoane pe o distanță de 600 de kilometri în mai puțin de două ore. Aspectul său general pare familiar, dar în realitate totul se schimbă: formă, propulsie, energie, aerodinamică… Electricitatea este o descoperire. În primul rând, spre deosebire de motoarele actuale, al căror randament crește odată cu mărimea, verii lor electrici pot fi mici, dar eficienți. Au dispărut motoarele uriașe și greoaie care penalizează aerodinamica. Elicele mici, aerodinamice, sunt aliniate în partea din spate a aripii. Asemenea unui ventilator, fiecare elice absoarbe aerul și îl expulzează înapoi pentru a produce tracțiune.

Rămâne doar sursa de alimentare. Este imposibil să ne inspirăm din Solar Impulse și panourile sale fotovoltaice, a căror putere este încă mult prea mică pentru un avion care transportă mai mulți pasageri. În proiectul Onera, electricitatea ar fi furnizată de baterii, dar mai ales produsă la bord de o celulă de combustibil. Problema este că va fi necesar să se stocheze câteva kilograme de hidrogen la presiune ridicată sau sub formă lichidă, ceea ce necesită o temperatură foarte scăzută. Așadar, Antoine Guigon crede că etapa intermediară a propulsiei hibride este imaginabilă, cu electricitate produsă din energia motoarelor cu combustie: „De exemplu, o turbomachină ar acționa un motor electric. Însă conceptul de aeronavă care ar valorifica la maximum combinația de energie electrică și de combustie nu a fost încă definit

Cercetătorii au identificat și alte obstacole care trebuie depășite, în special rezistența electronicii de bord la câmpurile electromagnetice pe care le va produce aeronava însăși. De asemenea, aeronava va avea nevoie de sisteme de navigație de ultimă generație. „Aeronava personală presupune că poate fi suficient de automatizată pentru a fi la îndemâna oricărui pilot și că, prin urmare, poate fi ușor integrată în traficul aerian cu ajutorul unui sistem de navigație”, explică Claude Le Tallec, șeful proiectului de aviație generală, UAV și sisteme automatizate de la Onera. Toate aceste constrângeri necesită o abordare multidisciplinară. „Acestea sunt abordări care se aplică deja la proiectarea oricărui avion, dar care vor fi și mai necesare din cauza acumulării de concepte și de tehnologii disruptive”, spune Antoine Guigon, care subliniază eforturile care trebuie depuse chiar acum pentru a imagina soluțiile viitorului. „Industria de mâine va fi goală dacă nu începe să se gândească acum la aeronavele viitorului. Trebuie să ne gândim la soluții revoluționare, altfel alte țări sau continente o vor face pentru noi

Sursa : De Benoit Georges Jurnalist Les Echos