Электрические автомобили еще не успели стать повседневностью, но эта идея уже привычна. Дело за электрическими самолетами, но чтобы они стали реальностью, потребуется немало времени и усилий. NASA объявило о начале пяти исследовательских проектов, которые, возможно, помогут сделать самолеты более эффективными и «зелеными».
Эти проекты – часть программы «преобразования концепций воздухоплавания», которая занимается десятками направлений, способных улучшить или изменить авиацию в целом. Эти пять проектов получат на протяжении двух лет финансирование в $4 млн.
Электрической авиации мешает «взлететь» современное несовершенство хранения энергии: даже самые лучшие аккумуляторы вмещают намного меньше энергии, чем аналогичный объем реактивного топлива. Мы можем сделать самолеты легче, мы можем повысить эффективность двигателей, но в первую очередь нам необходимо улучшить методики хранения энергии.
Один из финансируемых проектов занимается именно этим. Они создают литий-воздушные батареи, которые используют кислород в качестве переносчика заряда, втягивают воздух, когда разряжаются, и «выдыхают» в процессе зарядки. Литий-воздушные батареи теоретически могут достигнуть плотности упаковки энергии, превышающей таковую у ископаемого топлива, но их разработка – это серьезный технологический вызов.
Другой вариант – замена батареи топливными ячейками. Один проект исследует возможность создания эффективной ячейки, которая генерировала бы электричество путем соединения кислорода из воздуха с водородом из топлива, а выхлоп подавала на турбину. Для такой технологии потребуется намного меньше топлива, чем для современных двигателей, а загрязняющих веществ будет выделяться меньше.
Электрический двигатель, приводимый в действие этой энергией, также может быть намного более эффективным. Решением может быть 3D печать. Совершенствование методов производства поможет создать более компактные и энергоэффективные двигатели, а если что-то не получится – по крайней мере, сделает их легче.
Еще один способ уменьшить вес – облегчить сам корпус самолета. Вертикальный хвостовой руль используется для центровки самолета, но усиливает сопротивление воздуха при полете. NASA изучает возможность использования управляемых закрылков, которые будут работать стабилизаторами при взлете и посадке, но при полете убираться для достижения лучшей аэродинамики. Это позволит убрать хвостовой руль, так что самолет станет одновременно легче и быстрее.
Последний проект не вполне «зеленый», но все равно очень интересный. В настоящее время беспилотные летательные аппараты могут использоваться только в пределах прямой «радиовидимости». Спутниковое слежение было бы удобнее, но оно требует громоздких антенн. Ученые исследуют возможность создания антенны на базе аэрогеля, которая будет повторять контуры самолета, и позволит передавать даные сразу в нескольких направлениях.
NASA не ожидает получить от этих проектов сразу рабочие прототипы. В первую очередь, они пытаются разобраться, что в принципе возможно сделать при текущем уровне развития технологий. И «мы поняли, как это сделать, но пока нам не хватает нужных для этого материалов» для них все равно будет ценным результатом работы.
