الطائرات الكهربائية والطائرات الخاصة

ما هي الطائرات الكهربائية اليوم وغداً؟ ما هي الحلول المتاحة لحماية البيئة؟

في زمن الأزمة البيئية، يتطور قطاع النقل باستمرار لإيجاد حلول أقل تلويثاً للبيئة. فبعد السيارات الكهربائية والقوارب الكهربائية، جاء الآن دور الطائرات والطائرات الخاصة لتعمل بالطاقة من خلال طاقات أكثر صداقة للبيئة. في عام 2016، أكملت طائرة سولار إمبلس 2 رحلتها حول العالم بعد عامين من العمل بالطاقة الشمسية. واليوم، أصبحت الطاقة الكهربائية في قلب النقاش.

ظهرت الكهرباء لأول مرة في مجال الطيران في عام 1881، عندما قدم الأخوان تيساندييه نموذجاً لمنطاد مزود بمروحة تعمل بالكهرباء. تم تطوير الطائرات الكهربائية في نهاية الحرب العالمية الأولى، ولكن دون نجاح كبير؛ إذ لم تكن قوية بما فيه الكفاية.

وبعد مرور قرن من الزمان، يقوم عمالقة الطيران وأصحاب الرؤى مثل إيلون ماسك ببناء طائرات المستقبل. معظم هذه الطائرات كهربائية، ولكنها تستخدم أيضاً تقنيات جديدة وتشجعنا على التفكير في الطيران بشكل مختلف.

الطائرات الكهربائية اليوم

نظراً لأن المحرك الكهربائي أصغر حجماً من المحرك الذي يعمل بالكيروسين، فإن الطائرات التي بدأت تظهر لها تصاميم ثورية في بعض الأحيان.

• تحتوي طائرةAlpha Electro، من الشركة السلوفينية Pipistrel، على محرك كهربائي أخف وزناًatrهـ من المحرك التقليدي، بينما هي أخف من المحرك التقليدي بمقدار الضعف. إنها الطائرة الكهربائية الوحيدة في العالم التي يتم إنتاجها حالياً في سلسلة طائرات كهربائية، وهي موجودة في السوق منذ عام 2017. يمكن إعادة شحن بطارياتها المصنوعة من بوليمر الليثيوم في 45 دقيقة، مما يمنحها مدى 50 دقيقة. تُستخدم الطائرة ذات المقعدين لتدريب الطيارين.

• أكملت طائرة Bristell Energic الكهربائية بنجاح أول رحلة لها في عام 2019. تم تصميم نظام الدفع الكهربائي الخاص بها من قبل شركة H55، وهي شركة منبثقة عن شركة سولار إمبلس. ويبلغ مداها حوالي ساعة واحدة، مما يجعلها مثالية للاستخدام في مدارس الطيران لتدريب الطيارين.

• أليس هي طائرة كهربائية 100٪ من شركة Eviation الإسرائيلية الناشئة، تم تقديمها في معرض باريس الجوي في عام 2019. ومن المتوقع أن تحمل الطائرة تسعة ركاب واثنين من أفراد الطاقم بسرعة 450 كم/ساعة، للرحلات الجوية في عام 2022. ويصل مداها إلى 1000 كيلومتر، مما يمكنها من قطع مسافات مثل باريس-نيس أو لندن-جنيف. وهي مزودة بمحرك كهربائي من طراز Magnix وبطارية تمثل حالياً 60% من إجمالي وزنها. بعد انفجارها أثناء الطيران في يناير 2020، يجري حالياً وضع اللمسات الأخيرة على النموذج الأولي.

• City Airbus هو تاكسي طائر بأربعة مقاعدatr، وهو ثمرة تعاون بين Airbus وRATP ومجموعة ADP. وهي طائرة هجينة كهربائية بالكامل ومنخفضة الضوضاء يمكنها الإقلاع والهبوط عمودياً. وهي مصممة للسفر الحضري بين مراكز المدن والمطارات ويمكن أن تكون جاهزة لأولمبياد 2024. كما تعمل شركة Lilium أيضاً على تطوير طائرة أجرة حديثة جداً بدون طيار. كما تعمل شركات أخرى، مثل أوبر، على تطوير نماذج أولية لطائرة eVTOL (الإقلاع والهبوط العمودي الكهربائي).

[تضمين]https://youtu.be/L8YHExAnieU[/embed]

• Airbusالتي بدأت في تطوير السيارةالمروحة الإلكترونية في عام 2014، انسحبت من المشروع في عام 2017 لصالح السيارةE-fan X، التي تستخدمتقنية التهجين. الهدف من هذه التقنية هو الجمع بين محرك احتراق داخلي، عالي الكفاءة، ومحرك كهربائي. بالتعاون مع شركتي رولز رويس وسيمنز، يهدف موقع Airbus إلى تشغيل أول طائرة هجينة في عام 2021.

• تعمل ناسا أيضاً على تطوير طائرات كهربائية قصيرة المدى. تم تقديم النسخة الأولى من Mod IV، X-57، في أوائل عام 2020. ستحتوي النسخة النهائية على أربعة عشر محركاً ومراوح كبيرة في نهاياتها وستة مراوح صغيرة متصلة بأجنحتها، والتي ستستخدم فقط للإقلاع والهبوط. وستكون قادرة على التحليق بسرعة 276 كم/ساعة والوصول إلى ارتفاع 4200 متر.

وأخيراً، تعد الطائرة الصينية RX1E من شركة لياونينغ جنرال أفييشن الصينية، والطائرة الهجينة من شركة زونوم إيرو وطائرة كورا eVTOL من بين العديد من الأمثلة على الطائرات الكهربائية التي لا تزال قيد التطوير.

التحدي اليوم

تم بالفعل إجراء العديد من الرحلات الجوية الإقليمية باستخدام المحركات الكهربائية. ومع ذلك، فإن هذه الطائرات بشكل عام هي طائرات صغيرة فقط لمسافات قصيرة. ويتمثل التحدي الآن في تحليق طائرات أكبر وأكبر لمسافات أطول.

يتطلب محرك الطائرة كميات هائلة من الطاقة، ولا تكفي البطاريات الكهربائية. فالكيلوغرام الواحد من البارافين يحمل طاقة أكبر 48 مرة من البطاريات. يمكن تقليل هذا العامل مع بعض التطورات، ولكن حمل البطاريات يجعل الطائرة أثقل طوال الرحلة، مما يتطلب المزيد من الدفع. وهذا ليس هو الحال مع البارافين الذي يُستهلك أثناء الرحلة.

وأخيراً، لا تتعلق الثورة الكهربائية بالدفع فقط، بل تعني أيضاً إمكانية تزويد عجلات الطائرة بمحركات كهربائية، على سبيل المثال. وتقلل هذه الممارسة، المعروفة باسم التاكسي الكهربائي، من استهلاك البارافين والانبعاثات والتكاليف المرتبطة بمراحل التاكسي للطائرة.

طائرة المستقبل الكهربائية

يجري العمل على العديد من النماذج الأولية التي تمولها مجموعات الطيران الكبرى والشركات الناشئة الأصغر حجماً. ويتمثل أحد الحلول لحمل المزيد من البطاريات الكهربائية والطيران لفترة أطول في إنشاء طائرات باستخدام مواد أخف وزناً. بحلول عام 2050، ستكون الطائرات مختلفة تماماً عن تلك التي اعتدنا رؤيتها اليوم.

إليك بعض الأمثلة على ذلك:

• تعمل شركة Easyjet مع الشركة الأمريكية المصنعة Wright Electric على طائرة كهربائية بنسبة 100% لعام 2030. ستُجرى التجارب في عام 2023، حيث ستستغرق الرحلات الجوية أقل من ساعة وتغطي مسافات مثل لندن-أمستردام، وباريس-جنيف، وليون-بوردو. تم تصميم طائرة رايت 1 لنقل 186 راكباً.

• ستقدم طائرةTranscend Air Vy 400، وهي طائرة هجينة بين طائرة ومروحية قادرة على الوصول إلى سرعة إبحار تصل إلى 650 كم/ساعة، أولى رحلاتها التجارية اعتباراً من عام 2024 في الولايات المتحدة.

• وفقاً لإيلون ماسك، تمثلالطائرات الأسرع من الصوت مستقبل الطيران. من المقرر أن تحلق طائرة بوم الأسرع من الصوت في السماء في عام 2020، وطائرة ناسا X-59 في عام 2021. ومع ذلك، فإن تأثيرها على البيئة يجعل من غير المرجح أن تنتشر على نطاق واسع في الوقت الحالي.

[تضمين]https://youtu.be/gNXUSwxYB2k[/embed]

المحاكاة الحيوية

وهناك عملية ابتكار أخرى تتمثل في المحاكاة الحيوية، وهي تقنية هندسية تسعى إلى استلهام الإلهام من الطبيعة لتحسين الطائرات الحالية. Airbus ، على سبيل المثال، صممت طائرة ” الطائر الجارح ” الإقليمية باستخدام أجنحة النسر والصقر، حيث إنهما قادران على الطيران بسرعة ولفترات طويلة. كما أنها تتميز بريش قابل للتشوه مصنوع من مواد مركبة. ربما لن ترى هذه الطائرة النور أبداً، ولكنها ساهمت في ظهور أفكار جديدة وطريقة جديدة للتفكير في مجال الطيران.

Airbus قدم طائرة مستقبلية جديدة في عام 2020، وهي طائرة مافريك، التي يمكن أن يوفر هيكلها المثلث الشكل ما يصل إلى 20% من الوقود مقارنة بالطائرات الحالية ذات الممر الواحد.

كما تعمل وكالة ناسا على نوع جديد من الأجنحة المصنوعة من آلاف الأجزاء المتشابكة، بحيث يمكن أن يتغير شكلها أثناء الطيران.

[تضمين]https://youtu.be/vnntVphoQwo[/embed]

عودة المنطاد

قد يعود المنطاد من جديد. يتماشى هذا الاختراع الذي يعود تاريخه إلى قرن ونصف مع تحديات القرن الحالي. ويتمتع المنطاد بعد تحديثه بعدد من المزايا: فهو صديق للبيئة (يستهلك وقوداً أقل بعشر مرات من الطائرة)، ويمكنه الوصول إلى المناطق المعزولة التي لا توجد بها بنية تحتية ويمكنه حمل حمولات تصل إلى عدة مئات من الأطنان. تسعى شركة فاريالفت البريطانية إلى إطلاق أسطول من المناطيد المصممة لنقل البضائع الثقيلة. وهناك ثلاثة نماذج قيد الإنشاء حالياً في موقع بالقرب من شاتودون بفرنسا. وستستهلك هذه المناطيد التي تُدفع بالهيليوم 15% فقط من الوقود الذي تحتاجه طائرة بنفس الحمولة.

كما تخطط شركة Flying Whales الفرنسية أيضاً لتسويق منطاد عملاق على شكل حوت اعتباراً من عام 2023، وهو مصمم لاستهلاك وتلويث أقل بخمسين مرة من الطائرة. وستستخدم المناطيد في البداية لنقل الأخشاب من المناطق التي يتعذر الوصول إليها.

[تضمين]https://youtu.be/VjMAWRJ4054[/embed]

هل سيكون الطيران أكثر صداقة للبيئة؟

تعمل المنافسة الدولية على تسريع عملية تطوير النماذج الأولية. ومع ذلك، فإن الحصول على نوع جديد من الطائرات يستغرق سنوات، كما أن بعض اللوائح التنظيمية تشكل عائقاً.

تعمل معظم البلدان على تطوير كهربة طائراتها، مما يساعد على تقليل الانبعاثات. حتى أن النرويج تريد أن تكون جميع رحلاتها الداخلية كهربائية بنسبة 100% بحلول عام 2040.

ومع ذلك، وكما تشير شركة سافران في مجموعتها الصحفية لعام 2019، فإن الطيران لن يكون كهربائياً بنسبة 100%، خاصةً عندما يتعلق الأمر بالطائرات طويلة المدى. في حين أن العديد من الرحلات الجوية الإقليمية ممكنة اليوم، إلا أن الأمر سيتطلب ثورة تكنولوجية حقيقية حتى تتمكن البطاريات من توفير الطاقة التي تحتاجها الطائرات. ويوضح التقرير أيضاً أن الرحلات الجوية التي تزيد مسافتها عن 1000 كيلومتر بالطائرات هي التي تتسبب للأسف في أكثر من 80% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. والأكثر من ذلك، نحن بحاجة إلى إيجاد طريقة لإعادة تدوير البطاريات. ومع ذلك، هناك حلول أخرى لاستكمال الطاقة الكهربائية.

ما هي الحلول البيئية؟

• يمكنللطاقة الشمسية أن تحل محل البطاريات لتشغيل المحرك الكهربائي. حلّقت طائرة سولار إمبلس 2 ذات المقعد الواحد لمسافة 42,000 كيلومتر مدعومة بـ 22,000 خلية ضوئية. سولار ستراتوس هي خليفتها، وهذه الطائرة السويسرية ذات المقعدين قيد التطوير حالياً.

• ستتطلب طائرة “أكثر مراعاة للبيئة” مجموعة من العوامل: محركات احتراق داخلي أكثر كفاءة في استهلاك الوقود، ووقود بديل يجمع بين الوقود الحيوي والوقود الاصطناعي، وما إلى ذلك. يُستخدم الوقود الحيوي بالفعل في بعض الرحلات الجوية القصيرة، ولكن في الوقت نفسه يؤدي استخدامه إلى زيادة إزالة الغابات.

• في فرنسا، تساعد الصيانة التنبؤية في توفير الوقود. تستخدم الخطوط الجوية الفرنسية برنامج Prognos لمراقبة صيانة طائراتها. وفي الوقت نفسه، تقدم شركة OpenAirlines للتكنولوجيا النظيفة التي تتخذ من تولوز مقراً لها حلولاً مبتكرة لإدارة الوقود. ويتيح لها برنامج SkyBreathe الخاص بها توفير ما يصل إلى 5% من البارافين في كل رحلة.

• ومن الأساليب الأخرى المثيرة للاهتمام إطالة أجنحة الطائرة، مما يقلل من السحب وبالتالي من استهلاك الوقود. صُممت طائرة 777X من Boeing صُممت بأجنحة أطول وأطراف أجنحة قابلة للطي بحيث لا يشكل ذلك مشكلة.

• ومن ناحية أخرى، تُعد الطائرات التيتعمل بالهيدروجين مشروعاً طموحاً، ولكنه لن يصبح حقيقة واقعة قبل سنوات عديدة قادمة. لم تدرس أي شركة مصنعة هذا الموضوع حقاً، لأن الطائرة التي تعمل بالهيدروجين ستتطلب خزاناتatrأكبر من تلك الخاصة بالطائرات التي تعمل بالكيروسين، وكمية كبيرة جداً من الطاقة الكهربائية. يجب إعادة التفكير في بنية الطائرة بالكامل لتمكينها من حمل الركاب.

وفي الختام، فإن طيران المستقبل متعدد الأوجه ويجمع بين عدة تقنيات. وفي حين أن الطائرات الكهربائية والطائرات الخاصة تتغير وتنمو بسرعة، فإن الطائرات الصديقة للبيئة أكثر صعوبة في التصميم.

AEROAFFAIRES نأمل أن نتمكن من تقديم تأجير الجيل القادم من الطائرات الكهربائية قريباً جداً. في غضون ذلك، تتيح لك مبادرتنا SkyCo2تسمح لك بتعويض 100% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون الناتجة عن رحلاتك الجوية من خلال دعم مشروع إعادة التشجير.

خبراء الطيران لدينا في خدمتك على الرقم +33 (0) 1 44 09 09 91 82 على مدار 24 ساعة في اليوم طوال أيام الأسبوع لمساعدتك في العثور على رحلة الطيران الخاصة التي تناسب احتياجاتك.