Speciální elektromotor Siemens a jeho první let

Tags: ECAD | Siemens

V Německu zdárně proběhl první let letadla s elektrickým motorem o výkonu 260 kW, což je v této kategorii světový rekord a znamená při jeho hmotnosti také mimořádný poměr hmotnost/výkon. Rekordní let nejvýkonnějšího elektrického letadla trval 10 minut a uskutečnil se 24. června na letišti poblíž města Hünxe, severně od Duisburgu. Dvoumístný akrobatický letoun EXTRA 330 LE měl povolení od německého Federálního leteckého úřadu (LBA) a splňoval všechny podmínky Evropské agentury pro bezpečnost letectví. Elektromotor, kterým je letoun vybaven, společnost Siemens představila v loňském roce.

Motor byl navržen speciálně pro použití v letadlech. Při váze pouhých 50 kilogramů dává výkon přibližně 260 kW – tedy pětkrát více než jiné hmotnostně podobné motory. Pro srovnání, poměr u motorů, které jsou používány v elektromobilech, se pohybuje okolo 2 kW na kilogram. O pohon elektrického letadla EADS E-Fan, které 10. července 2015 překonalo kanál La Manche, se pro změnu postaraly dva elektromotory o celkovém výkonu 60 kW.

Při vývoji motoru byla klíčová důkladná analýza všech komponentů předchozích typů motorů a jejich optimalizace až na maximum jejich technických limitů. S pomocí simulačních technik a inovované lehké konstrukce se podařilo dosáhnout vynikajícího poměru výkonu a hmotnosti pěti kilowatt na jeden kilogram, který dává reálnou možnost využít elektropohon u letadel se vzletovou hmotností až 2000 kg.

Ideální vlastnosti akrobatického letadla

To, že se první let s elektromotorem uskutečnil v akrobatickém letadle, samozřejmě není náhodou. Tento typ letounu je pro testování více než vhodný – je dostatečně robustní a jeho velké zrychlení na všech třech osách dokáže dostatečně prověřit celý elektrický pohon. Pro test se použil běžný produkční letoun EXTRA 330 LE o celkové délce 6,94 metr, s rozpětím křídel 7,7 metru a hmotností necelých 1000 kg. Do trupu letadla byl vestavěn trubkový rám, který umožnil snazší instalaci všech komponentů elektropohonu i jejich případnou další manipulaci.

Elektromotor s označením SP260D byl vyvinut ve spolupráci se společností Grob Aircraft. Akumulátory dodala slovinská firma Pipistrel, vrtule byla vyvinuta bavorskou společností MT-Propeller. Celý projekt vznikal za podpory Spolkového ministerstva hospodářství a energetiky jako součást národního leteckého výzkumného programu.

Výrobce letadel Extra Aircraft není jedinou firmou, se kterou Siemens v oblasti letectví spolupracuje. V dubnu letošního roku uzavřel Siemens dohodu s Airbusem o spolupráci při vývoji a výrobě letadel s hybridním elektrickým pohonem. Cílem je provozovat menší dopravní letadla s kapacitou až 100 pasažérů pro regionální lety do vzdálenosti 1000 km. Obě společnosti chtějí do roku 2020 prokázat technickou proveditelnost celého záměru, o deset let později by měl vzlétnout první prototyp. Na vývoji bude pracovat tým asi 200 lidí, předpokládá se, že takovéto letadlo bude potřebovat pohon o výkonu 10 MW.

„Zelený“ pohon

Podle Franka Antona z oddělení Siemens Corporate Technology, který měl celý projekt rekordního elektrického letadla na starost, budou elektrické pohony v letectví nenahraditelné. K tomuto optimismu ho vede fakt, že Evropská komise plánuje do roku 2050 snížit emise CO2 v letectví o 75 % na pasažéra a kilometr letu. Tento plán je součástí dlouhodobé vize letecké dopravy v Evropské unii, která byla představena v roce 2011.

Podle expertů společnosti Siemens by hybridní elektrický pohon letadel měl představovat až 50% úsporu paliv i emisí. Elektrická letadla jsou také mnohem tišší než konvenční letadla. Snížení hluku by bylo přínosem nejen pro ty, kteří žijí v blízkosti letišť, ale i pro letové provozovatele, tiché pohonné systémy by například mohli nabídnout pro večerní a noční lety, které jsou nyní zakázány z důvodu hluku. To by mohlo významně zvýšit využití kapacity letadel a tím i jejich ziskovost.