NASA testuje elektricky poháněná letadla

NASA začala testovat nový perspektivní způsob pohonu letadel – distribuovaný elektrický pohonný systém. Podstatou systému je řada malých elektrických motorů rozmístěných po celé šířce křídla letadla.

Myšlenka letadel či vrtulníků poháněných až desítkami elektrických vrtulí/rotorů není nová. Můžeme zmínit německou Volcopteru, osobní letadlo/vrtulník Zee.Aero nebo projekt S2. Ostatně šéfkonstruktér letadla S2 Alex Stoll je angažován i v popisovaném projektu NASA.

Během příštích pěti let chce NASA vyvinout distribuovaný elektrický systém s výkonem 1 – 2 MW. Výkon postačí pro pohon malých dopravních letadel a vrtulníků, případně v kombinaci s proudovým motorem (hybridní pohonný systém) pro menší regionální letadla. Počítá se také s vývojem výkonnější verze s mnoha elektromotory pro pohon větších nákladních letadel.

V čem je vlastně distribuovaný elektrický pohonný systém výhodnější? Elektrický pohon slibuje „dramatické“ zvýšení aerodynamické účinnosti, snížení hluku a menší spotřebu (tedy cenu za letovou minutu/hodinu).

Elektromotory jsou navíc účinější než proudové nebo pístové motory napříč celou šíří otáček. Jsou menší, kompaktnější, levnější, lehčí a mají mnohem lepší poměr výkon/hmotnost. A navíc, účinnost elektromotorů a poměr výkon/hmotnost jsou nezávislé na vlastní velikosti, což je velmi zajímavá vlastnost pro konstruktéry letadel.

„Můžete bez problémů použít více malých elektromotorů se společným výkonem jako má jediný velký motor. Můžete je mít kdekoliv na letadle. Naproti tomu těžké pístové motory lze umístit na jednom či dvou místech,“ říká Alex Stoll, šéfkonstruktér bezpilotního dronu Lotus a dvojmístného letadla S2. „Můžete toho využít pro výrobu praktických osobních leteckých dopravních prostředků, místo drahých, hlučných a nebezpečných vrtulníků.“

Stoll naráží na další obrovskou výhodu elektromotorů – obrovskou spolehlivost a bezpečnost. Klasické vrtulníky a letadla například potřebují ke svému fungování převodové skříně (reduktory) a komplikovanou a drahou olejovou soustavu. Právě olejová soustava je jedním z nejkritičtějších míst vrtulníků a letadel. Přerušení dodávek oleje již nejednou vedlo k tragické havárií.

Velmi zajímavý je také dopad řady elektrických motorů na aerodynamickou účinnost křídla. Vrtule po celé délce křídla zvyšují rychlost proudění nad křídlem a tím podle propočtů NASA zvyšují více než dvojnásobně hodnotu vztlaku křídla. Díky tomu je možné použít u letadla menší křídlo a letoun si přitom zachovává stabilitu i při malých rychlostech.

Jaký je tedy jízdní plán? Nejdříve začne NASA testovat elektrický distribuovaný pohon na upraveném nákladním automobile. Křídlo o délce 9,5 metrů umístěné na vyvýšené konstrukci na korbě automobilu bude vybaveno 18 elektrickými motory.

Elektromotory poskytnou výkon 223 kW (300 koní). Později vědci upraví lehké letadlo Tecnam P2006T, aby získali přímé srovnání mezi konvenčním a distribuovaným elektrickým pohonným systémem.

Není třeba připomínat, že největším problémem jsou nedostatečně výkonné baterie. Alex Stoll si přesto myslí, že již v roce 2020 malá elektrická letadla mohou létat rychlostí 320 km/h na vzdálenost 800 km, se všemi výhodami, které jsme v článku načrtli.