Heart X1: крупнейший электросамолет в мире совершил 27-минутный полет на 335 метрах

Наконец-то в авиации случилось событие, которое можно обсуждать не только в контексте очередного подорожания керосина. В небо поднялся Heart X1 — самый большой полностью электрический самолет в истории. 11,3 тонны, размах крыла 32 метра, четыре электромотора суммарной мощностью больше мегаватта. 27 минут полета, высота 335 метров, дальность — 200 километров. Красиво? Да. Практично? Пока нет.

Двести километров — это не провал, это потолок

Авиастроение давно не баловало смелыми идеями. Отрасль занята доводкой старых решений, а тут — полноразмерный электрический борт. Но давайте честно: 200 км — это перелет из Москвы в Тверь. Для региональной авиации — смешно. Для демонстратора технологий — отлично.

Инженеры Heart Aerospace решили проверить, что вообще возможно. И выяснилось: батареи тянут максимум на такой короткий маршрут. Сравните с электромобилями: там запас хода 500 км — уже норма. Но автомобиль может позволить себе лишние полтонны аккумуляторов. Самолет — нет. Каждый килограмм надо поднять в воздух.

Недавно я видел, как в аэропорту заправляют небольшой турбовинтовой лайнер. Два грузовика, пять минут — и баки полные. Теперь представьте, что нужно зарядить 11 тонн батарей, чтобы лететь 200 км. Это не технология, а насмешка.

В чем суть? Батарея — это чемодан без ручки

У электрического самолета три проблемы. И все связаны с аккумулятором.

• Деградация. Литий-ионные батареи теряют емкость после сотен циклов. Через 10 лет электролет поедет не на 200 км, а на 120. Замена батареи? Примерно половина стоимости самолета.
• Мертвый вес. Обычный лайнер худеет в полете — топливо выгорает. Электросамолет весит одинаково от взлета до посадки. Это перегружает конструкцию и увеличивает расход энергии.
• Инфраструктура. Для зарядки нужны мегаваттные станции. В малых аэропортах таких мощностей нет. Трансформаторы, подстанции, кабели — а если зарядка быстрая, то еще и система охлаждения. Где вы видели аэропорт, готовый к этому?

Разработчики хвастаются, что полет на 27 минут обошелся в 5 долларов. Но посчитайте затраты на разработку. И цену серийного аппарата. Он будет в 2–3 раза дороже турбовинтового аналога. За те же деньги вы получаете самолет, который летает в три раза меньше.

Четыре эшелона: что спасет электроавиацию

Все упирается в плотность энергии. Сегодня лучшие ячейки дают 260–290 Вт·ч/кг. Почему так мало? Графитовый анод исчерпал себя: шесть атомов углерода удерживают один ион лития. Физика.

Есть четыре направления, как это обойти:

• Литий-металлический анод. Тонкая литиевая фольга вместо графита. Обещает до 500 Вт·ч/кг. Проблема — дендриты: игольчатые кристаллы, которые прокалывают батарею. Работает только в лаборатории.
• Твердотельные батареи. Безопасные, плотность до 600 Вт·ч/кг. Но керамика трескается, а серийного производства нет. Автопром ждет до 2030 года, авиация — еще на 5–10 лет дольше.
• Литий-серные. Дешево и легко, до 800 Вт·ч/кг. Но умирают через 100 циклов. Для авиации нужно 1500 циклов. Куда там.
• Литий-воздушные. Панацея — 1200 Вт·ч/кг. Но кислород из воздуха разрушает химию. Это наука, а не инженерия.

Чтобы летать на 1000 км, нужна плотность 500–800 Вт·ч/кг на уровне блока. По самым оптимистичным прогнозам, это 10–20 лет. И никакой гарантии, что получится.

Гибрид — вот компромисс

Heart Aerospace уже работает над ES-30: электрический самолет с парой турбогенераторов от Rolls-Royce или Honeywell. Батареи занимают 5 тонн. Дальность — 800 км. И это уже больше похоже на правду.

Мой вывод простой. Чистые электросамолеты — тупиковая ветвь. Ну разве что для сверхкоротких беспосадочных перелетов. А вот гибриды — рабочий вариант. Они экономят топливо на взлете и снижении, а крейсерский полет доверяют генераторам. Так делают поезда, так делают внедорожники. Почему бы и самолетам? Технология не секрет, но пока все упирается в деньги. Предзаказов на 9,4 миллиарда долларов уже собрали. Первые полеты обещают через пару лет. Посмотрим.

А пока — не ждите электрического прорыва в авиации раньше 2040-х. Аккумуляторы должны сначала пережить революцию. А революции, как известно, не происходят по расписанию.

По материалам: Военное обозрение