Helios Horizon: первый в мире полет пилотируемого электросамолета на твердотельных аккумуляторах

В муниципальном аэропорту Зефирхиллс, штат Флорида, состоялись исторические испытания летательного аппарата Helios Horizon. Это первый случай в мировой практике, когда пилотируемый самолет с неподвижным крылом поднялся в воздух, используя энергию твердотельных аккумуляторных батарей. Серия коротких полетов была направлена на проверку центровки и веса самолета после установки новой энергетической системы.

Преимущества твердотельных технологий

Развитие электрической авиации долгое время ограничивалось физическими свойствами литий-ионных аккумуляторов. Традиционные батареи, применяемые в электромобилях, используют жидкий электролит, который обладает недостаточной плотностью энергии для совершения коммерчески выгодных перелетов. Твердотельные элементы заменяют жидкость твердыми материалами, что дает ряд преимуществ:

• высокая устойчивость к механическим повреждениям и проколам;
• термическая стабильность и значительное снижение риска возгорания;
• способность накапливать гораздо больше энергии при аналогичном весе.

Предыдущий литий-ионный блок Helios Horizon обеспечивал плотность энергии 260 Вт·ч/кг. Новые твердотельные ячейки продемонстрировали показатель в 410 Вт·ч/кг, что на 60% выше предшественника. По словам экспертов проекта, в течение ближайших двух лет этот показатель может вырасти еще на 40%.

Технические характеристики и рекуперация

Система питания Helios Horizon универсальна: зарядка возможна как от обычной розетки переменного тока, так и через станции быстрой зарядки, которые позволяют восполнить емкость до 80% менее чем за 15 минут. В конструкции самолета предусмотрены дополнительные источники энергии:

• солнечные панели, интегрированные в крылья;
• система рекуперации, использующая пропеллер в качестве ветрогенератора во время планирования и снижения.

В обзоре отмечается, что использование рекуперативного полета позволяет существенно увеличить дальность перемещения. Самолет создан на базе серийного мотопланера Pipistrel Taurus, который инженеры оснастили собственной системой управления батареями, уникальной силовой установкой и термодинамическим контролем.

Путь к стратосфере и конкуренция в отрасли

На данный момент самолету принадлежит мировой рекорд высоты для электролетов в своем весовом классе — 7315 метров. Следующая цель команды — достичь высоты 12 192 метра, что соответствует крейсерскому эшелону коммерческих авиалайнеров. Испытательные стратосферные полеты запланированы на вторую половину текущего года.

Разработкой твердотельных батарей для авиации занимаются и другие крупные игроки рынка:

• Китайский производитель eVTOL-аппаратов EHang уже провел испытания модели EH216-S с литий-металлическими ячейками, обеспечив 48 минут непрерывного полета.
• Технологический гигант CATL представил технологию «конденсированных батарей» с плотностью около 500 Вт·ч/кг.
• Airbus и Renault ведут совместные исследования для создания гибридных и электрических среднемагистральных самолетов к 2030-м годам.

Несмотря на то, что большинство подобных программ находятся на стадии прототипов, полет Helios Horizon считается важным шагом к внедрению твердотельных технологий в реальную эксплуатацию. Если плотность энергии продолжит расти прогнозируемыми темпами, это может стать началом новой эры в авиации.