A villamosítás következő fejezete – ingázó repülés

Close

A villamosítás következő fejezete – ingázó repülés

A tágabb értelemben vett repülőgépipar a COVID-19 hatásain túlra tekint és a karbonsemlegesség elérésére összpontosít. Vannak olyan repülőgépipari szegmensek, ahol továbbra is fennáll a növekedés lehetősége. Itt olyan megoldásokra van szükség, amelyek ötvözik a hatékonyságot, a gazdaságosságot, a környezet iránt tanúsított felelős magatartást és a társadalmi előnyöket a szélesebb utazóközönség számára. Ezek kulcsfontosságú követelmények egy COVID utáni világban.

A legfeljebb 19 üléses ingázó repülőgépek megkezdték útjukat az elektromos működés felé. Az elmúlt néhány évben a repülőgépipari vállalatok több hibrid-elektromos és teljesen elektromos koncepciót is bemutattak, új formatervvel, vagy már meglévő gépek átalakításával.

Az elektromos hajtású ingázó repülőgépek feltörekvő piaca két igényt szolgál ki: a gyorsabb háztól-házig utazás, és a kisebb, testre szabott, rövid távú áruszállítás iránti keresletet. Az elektromos ingázó repülőgépek meglévő repülőtér-hálózatok segítségével jobban összekapcsolják a közösségeket, miközben nem terhelik a környezetet.

Van piaci lehetőség az ingázó repülőgépekben?

A 19 üléses utasszállító repülőgépek nagy múltra tekintenek vissza, egészen az 1960-as évek végéig, ha csak a DHC-6 Twin Otter-re, vagy a Short Skyvan-ra gondolunk. A növekvő üzemanyagárakkal, a hatékonyabb autó- és vasúti szolgáltatásokkal, valamint a fapados regionális légiközlekedés növekedésével szemben azonban működésük a nehezen megközelíthető helyszínekre és speciális utakra szűkült, a gyártásban lévő változatok száma tizenkettőről mindössze háromra esett vissza.

A növekvő igény a légiközlekedés karbonsemlegesítésére, és a nagyobb hatékonyság iránt már a COVID-19 előtt felkeltette az érdeklődést aziránt, hogy ezt a piaci szegmenst a szereplők villamosítással formálják újra. Ezt tovább ösztönözte az Európai Bizottság Flightpath 2050 nyilatkozata, amely ambiciózus célokat tűzött ki az üzemanyag-fogyasztás csökkentésére, valamint az utazási időre vonatkozóan. A cél, hogy Európán belül utazó emberek 90 százaléka négy órán belül eljusson a célállomásra. Az EU által finanszírozott ELICA (Electric Innovative Commuter Aircraft) program keretében készült gazdasági megvalósíthatósági tanulmányban arra a következtetésre jutottak, hogy az utazási időre vonatkozó célokat leginkább az elektromos 19 üléses modellek támogathatják a leginkább.

A regionális légiközlekedés újragondolása

A Regionális Légiközlekedés (RAM) tanulmányból kiderül, hogy míg az autók a rövid távolságokat, a légitársaságok kereskedelmi utasszállítóikkal pedig a nagy távolságokat uralják, az elektromos ingázó repülőgépek által nyújtott, igény szerinti légitaxi szolgáltatás lehet a leggyorsabb közlekedési mód 100 és 400 kilométer közötti útvonalak esetén, a helyi földrajzi körülményektől függően. A rövid utazási idő különösen kifizetődő azoknak az üzleti céllal utazóknak, akik a munkaidő maximális kihasználására és az utazási idő minimalizálására törekednek.

Az elektromos ingázó repülőgépek azért válnak versenyképessé az utazási idő tekintetében, mert rövid kifutópályákon és alacsony zajkibocsátásuknak köszönhetően, a lakott területekhez közeli repülőtereken is közlekedhetnek. Ez lehetővé teszi használatukat a már meglévő, kiterjedt regionális repülőtér-hálózatokon, amelyek közül sok gyakran kihasználatlan. Ez különösen vonzó lehet azokban a vidéki régiókban, amelyek nincsenek megfelelően bekötve a fő közlekedési hálózatokba.

A regionális légiközlekedés vezető piacai

Az elektromos regionális légiközlekedés iránti kereslet növekedése már egyértelműen megfigyelhető olyan országokban, mint például Norvégia, ahol növekszik a politikai szándék a karbonsemleges légiközlekedés iránt. Az északi országban felmerül az igény számos sziget összekapcsolására, költséges beruházás nélkül, amit az új közút- vagy vasút-infrastruktúra kiépítése jelentene.

Norvégiában a Bergen és Stavanger közötti 210 km megtétele autóval akár négy és fél órát is igénybe vehet, repülővel viszont mindössze 30 percig tart. A világjárvány előtt a Widerøe légitársaság napi mintegy 400 járatot kínált 44 repülőtérből álló hálózaton, ahol a járatok 74 százaléka által megtett távolság 275 km-nél kisebb. A legrövidebb repülési idő hét és tizenöt perc között van. Hasonló lehetőségek vannak Svédországban, Finnországban és Skóciában.

Esély a fenntarthatóbb áruszállításra

Ugyanakkor azt is látjuk, hogy forradalom zajlik az áruszállítás piacán. A szállítási idő további csökkentése iránti igény és az e-kereskedelem iránti kereslet növekedése azt jelenti, hogy a kis rakományt gyorsan és rugalmasan szállító, rövid távú áruszállítás továbbra is népszerű lesz. És mivel a logisztikai cégek egyre elkötelezettebbek a károsanyag-kibocsátás csökkentése mellett, környezetbarát megoldásokra van szükség – ez újabb lehetőség az elektromos ingázó repülés számára.

Pozitív üzleti esettanulmány az üzemeltetők és a társadalom számára

Az új piaci lehetőségek kiaknázásához az üzemeltetőknek valódi gazdasági megtérülést kell látniuk.

Az elektromos energia olcsóbb, mint a kerozin, és az elektromos hajtásláncok karbantartási költségei is jelentősen alacsonyabbak a gázturbinákéhoz képest. Az összességében csökkenő üzemeltetési költségek újra vonzóvá teszik a gazdaságilag korábban kevéssé vonzó útvonalak használatát mind az utasok, mind az áruk szállítására.

Az elektromos hajtásrendszer hozzáadott értéket teremthet az üzemeltetők számára. Alacsony zajszintű működése lehetőséget kínál az üzemidő növelésére a repülőtereken – több fel- és leszállás lehetséges, akár korán reggel vagy késő este, ezáltal még rugalmasabb lehet a rövidtávú utazás.

Az elektromos hajtású ingázó repülőgépek fejlesztése mellett szélesebb körű pénzügyi érvek is szólnak: a nemzeti infrastruktúra hatékonyabb kihasználása. Az Egyesült Államok lakosságának már körülbelül 99%-a él egy elektromos RAM-kompatibilis repülőtér 30 km-es vonzáskörzetében, Európában ez az arány 77%. Németországban a lakosság 80%-a él repülőterek 20 km-es körzetében.

Az elektromos ingázó repülőgépek elterjedésével, ezek a repülőterek jobban kihasználhatóak, és így az alternatív tömegközlekedési infrastruktúra költségei csökkenthetők.

A Rolls-Royce eltökélt szándéka, hogy élen járjon az ingázó repülés villamosításában

Mindezek az előnyök alátámasztják a hibrid-elektromos és teljesen elektromos hajtásrendszerek jövőjét az ingázó repülésben. Az ELICA-tanulmány előrejelzése szerint évente 28–85 új repülőgépet kell gyártani csak a privát légiközlekedés új piacának ellátásához, és további lehetőségek nyílnak meg a kereskedelmi utasszállítás, a légi teherszállítás és a különleges (például katonai) alkalmazások terén. Lehetőség van a meglévő repülőgépek elektromos hajtásrendszerrel történő utólagos felszerelésére is.

A Rolls-Royce a jövőt valóban befolyásoló teljesítmény úttörőjeként élen jár ennek a piacnak a kiszolgálásában.

A teljesen elektromos ingázó repülőgépek fejlesztése

A Rolls-Royce és a repülőgépgyártó Tecnam egyesítik erőiket a Widerøe-vel, Skandinávia legnagyobb regionális légitársaságával, hogy egy teljesen elektromos utasszállító repülőgépet alkossanak az ingázó repülés piacára. A projekt kibővíti a Rolls-Royce és a Widerøe közötti sikeres, a fenntartható repülésről szóló kutatási programot, valamint a Rolls-Royce és a Tecnam közötti, a teljesen elektromos P-Volt repülőgépek hajtásáról szóló, már meglévő partnerséget.

A program a 2020-as évek végétől a norvég piacon használható, teljesen elektromos utasszállító repülőgép fejlesztésének és szállításának minden elemére kiterjed majd. A Rolls-Royce a hajtás- és energiaátalakító rendszerek terén szerzett szakértelmét, a Tecnam pedig repülőgép-tervezési, gyártási- és tanúsítási képességeit ötvözi. A Widerøe szerepe, hogy biztosítsa egy légitársaság-üzemeltető minden kompetenciáját és követelményét.

Villamosgépek prototípusának elkészítése a legnagyobb hatékonyságú integrált tervezési megoldások felfedezéséhez

Egy tipikus kétmotoros, 19 üléses repülőgépnek körülbelül 2x600 kW felszállási teljesítményre van szüksége. Egy hibrid-elektromos Dornier 228 repülőgépkoncepció tanulmánya alapján elektromos gépek prototípusait fejlesztettük ki ehhez a teljesítményosztályhoz: egy 480 kW-os elektromos motort és egy 500 kW-os generátort átfogó laboratóriumi tesztelésnek vetettünk alá, így a Rolls-Royce alapvető ismereteket szerzett a közelgő új modellekhez.

Új, ingázó repülőgépkoncepció-tervezés

Partnereinkkel, a University of Naples Federico II-vel, a SmartUp Engineering-gel, a Siemens Industry Software NV-vel és az Air s.Pace GmbH-val – szintén az ELICA projekt részeként – koncepciótervezési tanulmányokat végzünk egy új 19 üléses ingázó repülőgéphez, ami gazdaságosan megvalósítható, környezetbarát és technológiailag innovatív.

A Nápolyi Egyetem multidiszciplináris optimalizációs elemzést végez majd repülőgép szinten, míg a Rolls-Royce Electrical információkat szolgáltat például a súly és megbízhatóság kapcsán, az elektromos hajtásrendszer architektúrája és a berendezések szempontjából.

A hibrid-elektromos rendszerekben rejlő lehetőségek

A teljesen elektromos hajtások fejlesztésével párhuzamosan folytattuk a soros hibrid-elektromos rendszerekkel kapcsolatos tapasztalatszerzést az M250 Hybrid bemutató programunkban, amely a bevált M250 turbinát használja az energia előállításához.

A tervezési szakasz sikeresen befejeződött, és ismét bizonyította a Rolls-Royce globális csapatának kiemelkedő képességét a repülésbiztonsági szinten úttörő technológia megalkotásában. A piac felgyorsult, új ügyfelek mutatják be repülőgép-koncepcióikat; kutatásunk azt igazolta, hogy olyan generátor és turbina kombinációján alapuló hibrid-elektromos rendszerek, amelyeket kifejezetten az általános hibrid-elektromos repülőgép-alkalmazások igényeire terveztek és méreteztek, tovább növelhetik ügyfeleink repülőgépeinek hatékonyságát.

A Rolls-Royce ezeket az eredményeket figyelembe véve új turbógenerátor megalkotására törekszik, hogy kiegészítse a teljesen elektromos hajtásrendszerre, az energiaelosztóra és -tárolóra vonatkozó technológiai fejlesztéseit a városi légiközlekedés és az ingázó repülés piacai számára. Ez lehetővé teszi, hogy a Rolls-Royce vezető pozíciót töltsön be egy moduláris és skálázható portfólió piaci bevezetésében mind a hibrid, mind a teljesen elektromos fejlett légiközlekedési alkalmazásokhoz.

Ingázó repülőgépek meghajtása

Energiatároló rendszereket (ESS) is fejlesztünk, amelyek lehetővé teszik, hogy a repülőgépek egyetlen feltöltéssel több mint 100 mérföldes repülést hajtsanak végre karbonsemlegesen. Ennek az úttörő technológiának a megvalósítása érdekében a következő évtizedben 80 millió GBP értékű beruházást tervezünk az energiatároló rendszerek terén, amely 2030-ig mintegy 300 munkahelyet teremt, és megerősíti pozíciónkat a teljesen elektromos és hibrid-elektromos energiaátalakító- és hajtásrendszerek vezető beszállítójaként a légiközlekedés számára.

A Rolls-Royce repülőgépipari tanúsítvánnyal rendelkező ESS-megoldásai elektromos és hibrid-elektromos hajtásrendszereket fognak működtetni az eVTOL-okhoz (elektromos függőleges fel- és leszállás légijárművei) a városi légiközlekedés (UAM), valamint az ingázó repülőgépek piacán.

2035-re a Rolls-Royce évente több mint 5 millió akkumulátorcellát tervez moduláris rendszerekbe integrálni.

Fenntarthatósági küldetésünk szerves része

Biztosak lehetünk benne, hogy az elektromos energiaátalakító- és hajtásrendszerekkel a rövidtávú repülés előnyei hozzájárulnak a kisebb repülőterek fellendítéséhez, és fenntartható, könnyen elérhető és gazdaságilag életképes légiközlekedést kínálnak sokak számára.

Ez lényeges, vagy még inkább létfontosságú következő lépés lesz, hiszen a légiipar az elektromos hajtásrendszerek és a fenntarthatóbb repülés felé halad az ingázó repülés piacán túl a nagyobb, megawatt teljesítményű repülőgéposztályokban is.

VISSZA A TÖRTÉNETEINK

 

Rolls-Royce develops and delivers complex power and propulsion solutions for safety-critical applications in the air, at sea and on land.






© Rolls-Royce plc . All rights reserved.


Follow Us