بزرگترین هواپیمای تمامبرقی جهان با انجام نخستین پرواز آزمایشی خود، یک گام مهم برای توسعه هواپیماهای پاک و کاهش آلایندگی صنعت هوانوردی برداشت. هواپیمای X1 شرکت هارت اروسپیس در پروازی ۲۷ دقیقهای در ایالت نیویورک، قابلیت پرواز یک هواگرد تمامالکتریکی در ابعادی نزدیک به هواپیماهای منطقهای را به نمایش گذاشت.
صنعت هوانوردی یکی از منابع مهم انتشار گازهای گلخانهای در جهان محسوب میشود و به همین دلیل، شرکتهای مختلف در سالهای اخیر توسعه فناوریهای کمآلاینده و پیشرانههای الکتریکی را دنبال کردهاند. بااینحال، وزن بالای باتریها و چگالی انرژی پایین آنها در مقایسه با سوختهای فسیلی، توسعه هواپیماهای تمامبرقی بزرگ را با چالش جدی مواجه کرده است.
اکنون شرکت سوئدی-آمریکایی هارت اروسپیس (Heart Aerospace) با پرواز موفق X1 نشان داده است که فناوری هواپیماهای الکتریکی در حال عبور از مرحله نمونههای کوچک و آزمایشگاهی است.
هواپیمای X1 برای نخستینبار به پرواز درآمد
در ۲۱ مرداد ۱۴۰۵ (۱۲ اوت ۲۰۲۶)، هواپیمای آزمایشی X1 در شهر پلاتسبرگ ایالت نیویورک به پرواز درآمد. این هواپیما با وزن حدود ۱۱ هزار و ۳۴۰ کیلوگرم توانست تحت نظارت سازمان هوانوردی فدرال آمریکا، پروازی آزمایشی به مدت ۲۷ دقیقه انجام دهد.
هواپیماهای تمامالکتریکی موضوع جدیدی در صنعت هوانوردی نیستند و نمونههایی از این هواگردها بیش از نیمقرن است که توسعه یافتهاند. بااینحال، بیشتر پروژههای قبلی به هواپیماهای کوچک محدود بودهاند و افزایش ابعاد هواپیما و ظرفیت حمل مسافر، بهدلیل محدودیت باتریها بسیار دشوار است.
X1 از نظر اندازه به هواپیماهای ملخدار مورد استفاده در پروازهای منطقهای شباهت دارد؛ هواپیماهایی که معمولاً در دسته توربوپراپ قرار میگیرند. بااینحال، وزن نمونه آزمایشی هارت اروسپیس بهمراتب کمتر از بسیاری از هواپیماهای منطقهای مجهز به موتورهای احتراقی است.
برای نمونه، وزن یک فروند Dash ۸-Q300 حدود ۱۹ هزار و ۵۰۰ کیلوگرم است، درحالیکه وزن X1 به حدود ۱۱ هزار و ۳۴۰ کیلوگرم میرسد.
چرا هواپیماهای تمامبرقی هنوز برد محدودی دارند؟
بزرگترین مانع توسعه هواپیماهای تمامبرقی، چگالی انرژی پایین باتریها است. چگالی انرژی به میزان انرژی ذخیرهشده در واحد وزن یک منبع انرژی گفته میشود.
سوختهای مورد استفاده در هواپیماها انرژی بسیار بیشتری را در هر کیلوگرم نسبت به باتریهای امروزی ذخیره میکنند. به همین دلیل، برای تأمین انرژی موردنیاز یک هواپیمای برقی، بخش قابلتوجهی از وزن هواگرد باید به باتری اختصاص پیدا کند.
این تفاوت یک پیامد مهم دیگر نیز دارد. هواپیمای مجهز به موتور احتراقی با مصرف سوخت، بهتدریج سبکتر میشود و در ادامه مسیر به انرژی کمتری برای پرواز نیاز دارد؛ اما باتری هواپیمای برقی تقریباً وزن ثابتی دارد. بنابراین هواگرد باید وزن باتریها را از لحظه برخاستن تا فرود با خود حمل کند، حتی زمانی که بخش زیادی از انرژی آنها مصرف شده است.
این مسئله در نهایت روی برد، سرعت، ظرفیت مسافر و میزان بار قابلحمل تأثیر میگذارد. X1 نیز در وضعیت فعلی نسبت به هواپیماهای منطقهای متداول، سرعت و برد کمتری دارد.
X1 مقدمهای برای هواپیمای ۳۰ نفره ES-۳۰ است
هارت اروسپیس X1 را صرفاً یک محصول نهایی برای حملونقل تجاری نمیداند؛ بلکه این هواپیما بستری آزمایشی برای توسعه مدل اصلی شرکت یعنی ES-۳۰ محسوب میشود.
ES-۳۰ یک هواپیمای منطقهای با ظرفیت ۳۰ مسافر خواهد بود که برخلاف X1 از پیشرانه هیبریدی-الکتریکی استفاده میکند. این معماری به هواپیما اجازه میدهد در مسیرهای کوتاه از نیروی الکتریکی استفاده کند و برای پروازهای طولانیتر، با کمک سوخت سنتی برد خود را افزایش دهد.
ترکیب موتورهای الکتریکی و سوخت سنتی میتواند یکی از راهکارهای عملی برای عبور از محدودیت فعلی باتریها باشد؛ زیرا هواپیما در مسیرهای کوتاه میتواند آلایندگی و مصرف سوخت بسیار کمتری داشته باشد و در مسیرهای طولانی، محدودیت برد باتری مانع انجام پرواز نشود.
ادعای کاهش ۴۰ درصدی هزینه پرواز
یکی از مهمترین ادعاهای هارت اروسپیس درباره ES-۳۰، کاهش ۴۰ درصدی هزینههای عملیاتی در مقایسه با هواپیماهای منطقهای فعلی است.
این شرکت معتقد است مصرف سوخت کمتر، ساختار سادهتر موتورهای الکتریکی و نیاز کمتر به تعمیر و نگهداری میتواند هزینه بهرهبرداری از ES-۳۰ را به میزان قابلتوجهی کاهش دهد.
در صورت تحقق این وعده، هواپیماهای هیبریدی-الکتریکی میتوانند تأثیر قابلتوجهی بر اقتصاد پروازهای منطقهای داشته باشند. البته میزان واقعی صرفهجویی تنها پس از ورود هواپیما به مرحله بهرهبرداری تجاری و مشخصشدن هزینههای واقعی نگهداری و انرژی قابل ارزیابی خواهد بود.
آندرس فورسلوند، بنیانگذار و مدیرعامل هارت اروسپیس، پرواز X1 را نقطه عطفی برای این شرکت میداند و معتقد است هواپیماهای تجاری الکتریکی میتوانند ساختار اقتصادی صنعت هوانوردی را به شکل اساسی تغییر دهند.
