Будущее авиаперелетов на электроэнергии уже на пороге

Electric flight by using permanent magnets  | Goudsmit Magnetics

Представьте, сколько пользы принесут самолеты, работающие на электродвигателях, а не на реактивном топливе. Не только с точки зрения финансовой прибыли, но и снижения выбросов углекислого газа и шума. Для этого были предприняты важные шаги, например, испытания, включающие руление воздушных судов. Если бы самолеты авиакомпании Air France-KLM выполняли такие перелеты ежедневно, ежегодная экономия на реактивном топливе составила бы 73 млн евро. Кроме того, выбросы CO2 существенно сократятся. Магниты являются незаменимыми частями электродвигателей, и в этой сфере также прогресс налицо.
 

Совершенствование аккумуляторных батарей
Причина, по которой дальнемагистральные перелеты полностью на электричестве еще не возможны, связана с весом аккумуляторных батарей. Boeing 747 может перевозить больше реактивного топлива, чем собственный вес: 190 000 кг (около 240 000 литров). Если бы вам понадобилось поднять в воздух такое количество энергии в виде батарей, то потребуется гигантская батарея весом почти 10 миллионов кг. Самолет не может взлететь с таким весом.


Хранение энергии
Генерирование энергии не является проблемой, но как она хранится? Сейчас все производители самолетов и аккумуляторных батарей стремятся увеличить энергоемкость батарей и уменьшить их размеры, что позволит выполнять дальнемагистральные перелеты. В области электромобилей уже удалось добиться значительного прогресса. Например, запас хода автомобилей Tesla составляет 500–600 километров. Блок батарей весит ±500 кг, хотя обычный двигатель внутреннего сгорания весит около 150 кг.


Внутренние авиарейсы
С большей вероятностью станут возможны перелеты на более короткие расстояния, такие как внутренние авиарейсы. Например, Норвегия объявила о том, что к 2040 году все внутренние рейсы малой дальности должны осуществляться на электротяге. Это возможно, поскольку в этом случае речь идет о расстояниях не более 1500 км. Аккумуляторные батареи, необходимые для перелетов на такие расстояния, не слишком габаритные и не слишком тяжелые, поэтому самолеты смогут легко взлетать.

 

Перманентные магниты
Электродвигатель содержит перманентные магниты, вращающиеся вокруг катушки. Или наоборот: катушку, которая вращается вокруг перманентных магнитов. Они используются для генерирования энергии, хранящейся в аккумуляторных батареях. Эти батареи являются источником электроэнергии для автомобилей, ветровых турбин, самолетов или кораблей. Исследования показывают, что современные инновации в развитии аккумуляторных батарей приводят к ежегодному повышению эффективности на 5–7 процентов. Емкость современных батарей более чем в пять раз превышает емкость первых поколений аккумуляторов. Перманентные магниты широко используются в авиастроении, не только в аккумуляторных батареях, но и, например, в приводах. Прогресс в области магнитных материалов также не стоит на месте.

 

Будущее
Одно известно точно — мы переходим к наземным, воздушным и водным видам транспорта на электротяге, поэтому спрос на магниты будет расти. Goudsmit Magnetics обладает знаниями и ресурсами, позволяющими разработать практически любой электродвигатель «с нуля», а также повышать эффективность существующих электродвигателей. Мы можем использовать радиусные магниты, размещая их ближе к обмоткам, что позволяет повысить эффективность. Теперь мы также можем выполнять расчеты с использованием метода конечных элементов, позволяющие определить силу магнитного поля в конкретной области применения. Кроме того, мы являемся одним из немногих поставщиков магнитов, получивших сертификат AS9120 для аэрокосмической промышленности.

Итоги: Goudsmit, безусловно, готова к новой эре наземных, воздушных и водных транспортных средств на электротяге.