אם אי פעם שיחקת עם אמחשבון טביעת רגל פחמן(נפתח בלשונית חדשה)ומחובר להיסטוריית הטיסות שלך, ראית איך נסיעה במרחק של שעה או שעתיים בלבד הובילה את ההשפעה הכוללת שלך על הסביבה.

כל הדלק הסילוני הזה גובה מחיר, אבל מטוסים חשמליים עשויים לחדור פנימה ולעזור - יום אחד. במקום אותם 176 פאונד של פליטת פחמן עבור טיסה אחת הלוך ושוב מסן פרנסיסקו ללוס אנג'לס, מטוס נטול פליטות יכול לטוס באותו מרחק.

טסלה - ובמידה פחותה ניסאן, שברולט ואפילו טויוטה עם הפריוס ההיברידית שלה - גרמו להמונים להאמין במכוניות חשמליות. כעת, חברות רבות רוצות עלונים להאמין במטוסים חשמליים.

חברות סטארט-אפ תעופה פועלות להסיר דלק סילוני יקר ומזהם ממשוואת הטיסה ולהחליפו בסוללות חשמליות. הרעיון של מטוסים חשמליים אינו חדש, אבל אנחנו קרובים יותר ממה שהיינו אי פעם הודות לשיפורי הסוללה.

"זנב ארוך של פעילויות שהתרחשו בעשור האחרון הובילו לפיצוץ הקטן הזה בחשמול", אמר קווין נורטקר, מנכ"ל ומייסד שותף של סטארט-אפ התעופה החשמלי Ampaire.

טיסה חשמלית נוסתה לראשונה בשנות ה-1800 והחידושים המשיכו להגיע במחצית השנייה של המאה ה-20(נפתח בלשונית חדשה). המהנדסים הצבאיים הצרפתיים צ'ארלס רנארד וארתור קונסטנטין קרבס הוסיפו סוללות ומנוע חשמלי למטוס משנות ה-80, לפימגזין אוויר וחלל(נפתח בלשונית חדשה). ואז בשנות ה-70, הניסוי באנרגיה חשמלית וסולרית קיבל התחלה קפיצה. ב-15 השנים האחרונות ראו מספר עצום של טיסות חשמליות ראויות לציון, שנמשכו 20 דקות עד מספר ימים. הניסויים נמשכים היום, אך יותר מכך בטיסות נוסעים.

גל חדש זה של מחקר ופיתוח מגיע כמחירי דלק סילוניהרקיע שחקים(נפתח בלשונית חדשה), ורגולטורים אמריקאים וזרים הוציאו שיחות ללהפחית פליטות(נפתח בלשונית חדשה). בעולם, כמעט5 אחוז מהפליטות(נפתח בלשונית חדשה)בא מטיסה. ארגון התעופה האזרחית הבינלאומי, או ICAO, סוכנות בתוך האומות המאוחדות, רוצה להיותפחמן ניטרלי עד 2020(נפתח בלשונית חדשה), אבל כדי להגיע למטרה הזו משהו חייב להשתנות.

מירוץ סוסים בשמיים

כולם רוצים להיות הראשונים להמריא.

נקודות חמות לחדשנות בטיסות חשמליות צצו במדינת וושינגטון, אזור לוס אנג'לס, ישראל, גרמניה וחלקים אחרים של מזרח אירופה.

ובעוד שהסטארט-אפים להוטים ליישם את המושגים שלהם, אנחנו רק מתחילים לראות את האיטרציות הראשונות של המטוסים האלה. במקום שני אנשים בלבד בטיסה של 300 מייל, כמו טיסת e-Genius מגרמניה ביוני 2011, תעשיית המטוסים החשמליים רוצה יום אחד להתאים את מה שאנו מחשיבים לטיסות מסחריות יומיומיות. עוד בשנת 2011 נתיב הטיסה הזה הוכרז כמרחק הארוך ביותר שטס על ידי מטוס חשמלי הנושא אנשים.

חברות כמו סטארט-אפים מאזור לוס אנג'לס, Ampaire ו-Wright Electric, עובדים על מטוסים לנסיעות אזוריות. מייסדי אמפייר מדמיינים מטוסים חשמליים עם שישה ו-19 נוסעים, בעוד שנציגי רייט אלקטריק חולמים עלמטוס 150 מושבים ללא דלק(נפתח בלשונית חדשה).

ג'פרי אנגלר של רייט אלקטריק מדגמן את המטוס שלו לפי מטוסי הנוסעים שאתה רגיל לקחת משדה התעופה. החברה שלו רוצה להגיע למקום המתוק לנסיעה חשמלית - בערך מרחק של 300 מייל או פחות.

עד סוף השנה הנוכחית, Ampaire רוצה להרכיב מטוס עם שישה נוסעים לכלי רכב חשמלי והיברידיים, הנקרא TailWind. יש לו עיצובים גם למטוסים חדשים - כמו קונספט המטוסים שלו עם 19 נוסעים. Noertker של Ampaire, מהנדס מכונות שהגיע מחברת התעופה המסורתית Northrop Grumman, רואה בחשמול תעופה הרחבה של מה שקורה עם מכוניות חשמליות וכלי רכב אחרים על הקרקע.

אם אלה נשמעים כמו מטוסים קטנים, זה בגלל שהם כן. בהשוואה למטוסים שענקיות התעשייה כמו בואינג ואיירבוס מפתחות, אמפייר ומתחריה בונים מטוסים עלובים. אבל זה הישג גדול להשיג קומץ אנשים כמה מאות קילומטרים על מטען חשמלי.

רייט אלקטריק נכנסה למקום בשנת 2016. בשנה שלאחר מכן, החברה שהפכה ללוס אנג'לס במסצ'וסטס הייתה באירוע החממה הטכנולוגית Y Combinator Demo Day והציגה לראשונה את היעד הגבוה שלהלבנות מטוס נוסעים חשמלי(נפתח בלשונית חדשה)שיבצעו טיסות לטווח קצר בתוך 10 עד 20 השנים הבאות.

הפיצוץ האחרון בטיסה חשמלית מגיע עם רשימה די ארוכה של סטארט-אפים בתעשייה שלרוב אין לה תרבות סטארט-אפים. בשונה מהעליקים האינסופיים המציעים אפליקציית סמארטפון חדשה או חדשנות ביוטכנולוגיה, עסקי ייצור המטוסים נשלטים בעיקר על ידי הממסד.

"נראה שכל השחקנים במערכת האקולוגית עדיין מוצאים את הרגל שלהם", אמר נורטקר בהתייחסו לגארד החדש.

החדשים כוללים את Eviation, חברה ישראלית שמצפה שהדגמים שלה עם מדחפים על קצות הכנפיים ימריאו ב-2019, ליליום הגרמנית, עם מטוס מוניות אנכיות חשמליות להמראה ונחיתה לחמישה אנשים, ו-Zunum Aero, חברת מטוסים היברידיים ב- מדינת וושינגטון מתכוננת לטיסות מבחן ב-2019.

זה שיש תחרות להיות ראשונים לא אומר שהחברות לא עוזרות אחת לשנייה.

"זה די שיתופי בשלב זה," אמר נורטקר. החברות הקטנות צריכות לעבוד יחד במידה מסוימת. עדיין אין שרשרת אספקה ​​מבוססת לחלוטין ו"אנחנו לא מתחרים על בטיחות", הסביר נורטקר.

"זה הרבה יותר שיתופי מאשר תחרותי", הדהד מנכ"ל Eviation, עומר בר-יוחאי. "יש לנו סוללה, לך יש סוללה."

אז שיטות עבודה מומלצות, מידע ופתרונות מועברים. קבלת הסמכה למטוס חדש היא אתגר גדול, כך שאם עבודה משותפת יכולה לקרב את כולם למטרה זו, הם יעשו זאת. אחרים מסתובבים סביב מינהל התעופה הפדרלי של ארה"ב, או FAA, מעכבים עם בדיקות ניסיוניות, הכוללות תהליך אישור הרבה פחות קפדני.

"יש היבט של לחץ לנוע כמה שיותר מהר".

"יש היבט של לחץ לנוע מהר ככל האפשר", ציין נורטקר, כאשר כמה חברות טוענות שהן יטסו משהו עד קיץ 2019.

"אני מקווה שאף אחת מהחברות לא נוקטת את הלחץ הזה לטוס מוקדם ולקבל החלטות גרועות על סמך זה", הוסיף. כפי שנראה עם הקטלניהתרסקות אובר באריזונה(נפתח בלשונית חדשה)מוקדם יותר השנה, טרגדיה כזו יכולה להוות כישלון עבור התעשייה כולה.

טעינה קדימה

כדי לגרום למטוסים הללו לעוף, כל החברות עובדות עם סוללות, מנועים חשמליים, כנפיים, וחלקם אפילו עם מדחפים.

מטוסים חשמליים משתמשים בסוללות להנעת מנוע חשמלי במקום בדלק סילוני להנעת מנוע. הם צריכים מנוע שיכול להפוך כוח חשמלי לאנרגיה מכנית - והם צריכים סוללה.

בר-יוחאי של Eviation משווה מטוסים חשמליים למקבילה המסורתית המופעלת בדלק. במקום לבנות מטוס סביב מנוע זולל גז ורדיאטורים ענקיים לקירור מנוע, מטוסים חשמליים צריכים לתכנן סביב סוללה.

מכיוון שלסוללות אין צפיפות אנרגטית של דלק, למטוס של Eviation יש "סוללה מאוד מאוד גדולה" במשקל של 3.8 טון מטרי. זה 60 אחוז ממשקל המטוס הכולל של 14,000 פאונד. מטוס מסורתי מקדיש 30 אחוז ממשקלו הכולל לדלק.

סוללות חשמליות משתמשות במטען כדי להניע מנוע חשמלי להסתובב כאשר כוחות מגנטיים מושכים את הרוטור. כדוגמה, הסרטון של נאס"א למטה מציג סוללת ליתיום-יון שמניעה מדחף.

"מנועים חשמליים טובים מאוד בפרצי כוח קצרים", הסביר מנכ"ל רייט אנגלר.

יתרון נוסף: תחזוקה מופחתת, במיוחד שמנועים חשמליים אינם זקוקים לתיבות הילוכים כדי להאט את המנוע. ו"עלות הדלק לא רק מופחתת אלא נעלמה", אמר רואי גנזארסקי, מנכ"ל MagniX, המפתחת מנועים למטוסים חשמליים ברדמונד, וושינגטון.

מנועי סילון מסתובבים בסל"ד גבוה מאוד, ומתכלים מהר יותר בציוד. מָסוֹרתִימנועי סילון(נפתח בלשונית חדשה)עבודה כאשר האוויר נשאב דרכו והלהבים מסתובבים ודוחסים את האוויר שמערבבים אותו עם הדלק. תערובת האוויר והדלק נוצצת ומתרחבת ומתפוצצת החוצה מהמנוע דרך הטורבינה,מפעיל את המטוס(נפתח בלשונית חדשה).

החשמל גם שקט ונקי יותר, פותח אפשרויות לטוס בדרכים וזמנים שונים מחוץ להישג ידם של מטוסים מסורתיים בגלל מגבלות רעש באזורי מגורים ובאזורים עירוניים.

מה יש בשם?

מטוסים חשמליים. מכוניות מעופפות. EVTOLs. מל"טים של נוסעים. תרמילים מעופפים. מוניות מעופפות. היברידית-חשמלית. אלו לא רק דרכים שונות לתאר מטוס חשמלי. כל אחד הוא הדבר שלו, לפעמים כולל רק הבדלים עדינים.

קונצרטים קטנים יותר בהחלט מקדמות את שדה המשחק, אבלמטוס דמוי מונית UberAir(נפתח בלשונית חדשה)היא מציעה נסיעות למרחקים ארוכים במשחק כדור אחר לגמרי מאשר מטוס 737 שלוקח 150 נוסעים מסן פרנסיסקו לאקס בזמן שהוא פועל על חשמל.

אייר ניו זילנד מתכננת להשתמש בקיטי הוקמונית חשמלית אוטונומית Cora(נפתח בלשונית חדשה)מטוסים לנסיעות קצרות יותר ברחבי ניו זילנד, למרות שחברת התעופה עדיין לא קבעה תאריך השקה. מטוסי הקורה הוצגו במרץ.

בדרך כלל מכשירי הטיסה הקטנים יותר וכלי רכב אנכיים, המראה ונחיתה חשמליים (ה-eVTOLs), או רחפני נוסעים, מיועדים להטיס כמה אנשים בכל פעם. בדובאי, eVTOL דו-מושבי לנהיגה עצמיתלוקח ריצות מבחן בשנה שעברה.(נפתח בלשונית חדשה)

"עד כמה שאנחנו לא אוהבים להודות בכך, תעופה היא עסק מסוכן", אמר מנכ"ל MagniX גנזארסקי. אז החברה שלו, שמחשמלת מטוסים למטען, לא לאנשים, יכולה להטיס מטוסים עם קופסאות וחבילות מאחור ולשמש "הכנרית המושלמת" לנסיעות לטווח של 100 מייל.

גנסרסקי שואפת להטיס קרוואן חשמלי ססנה 208 שהוסב עד הסתיו 2019. "למנוע לא אכפת אם זה קופסאות או אנשים" על הסיפון, אמר גנסרסקי.

כדי להוסיף לרשימה המפותלת של מטוסים חשמליים, ישנם גם מסוקים, כמו ה-SureFlyמזל"ט אוקטוקופטר(נפתח בלשונית חדשה), מסוק קטן שצפוי להגיע בשנתיים הקרובות.

אחר כך יש מטוסים היברידיים, המשתמשים בשילוב של חשמל וגז. זה כמו טויוטה פריוס, אבל זה באוויר. Zunum Aero עובדת עם Safran Helicopter Engines עבור המטוס ההיברידי בעל ה-12 מושבים שלה שצפוי לטוס בתחילת שנות ה-2020.

אתגרים בשפע

זה לא רק עניין של להחליף מנוע בעירה פנימית ולצאת לדרך אל השקיעה.

סמואל אנגל, סגן נשיא בכיר בחברת הייעוץקבוצת התעופה של ICF(נפתח בלשונית חדשה), רואה את הרעיון של מטוסי נוסעים חשמליים הפועלים כמו טיסת אחר הצהריים היומית בדרום מערב מאטלנטה ללאס וגאס כ"ניסיוני".

"יש לנו סיכוי גבוה יותר לבצע טלפורטציה במהלך חיי מאשר לראות מטוסים חשמליים מסחריים בקנה מידה גדול", אמר.

אבל זה לא אומר שלא נראה מטוסים חשמליים בשמים - הוא מכיר בכך שהסטארט-אפים הנחושים יגרמו למשהו לעבוד. אבל בתוך תעשיית התעופה, הוא רואה יותר מדי מכשולים לפריסה מלאה.

"תעופה היא תעשייה שמרנית ביסודה... אנחנו לא אוהבים לקחת סיכונים כי אנחנו לא אוהבים שמטוסים נופלים מהשמיים".

"תעופה היא תעשייה שמרנית ביסודה", אמר. "אנחנו לא אוהבים לקחת סיכונים כי אנחנו לא אוהבים שמטוסים נופלים מהשמיים".

ראשית יש צורך לכבוש כמה אתגרים הנדסיים בסיסיים, או למתן אותם במקצת. משקל הוא בעיה גדולה, ציין אנגל. צפיפות האנרגיה של דלק סילוני, או כמה אנרגיה אתה יכול להוציא מחומר, היא בערך פי 50 מזו של סוללות - גם אם ההנעה החשמלית יעילה יותר בהפיכת אנרגיה לתנועה. דלק נוזלי נשרף, כך שבזמן שאתה טס, המטוסים למעשה נהיים קלים יותר. זה לא קורה עם סוללות כשהן מאבדות טעינה. במקום זאת, אתה נושא משקל מת שצריך להטעין מחדש - וזו עוד פחית תולעים.

כדי להוסיף למכשולים, אנגל הזכיר מקורות כוח וטעינה מוגבלים, תשתיות נמלי תעופה מפגרות ומכשולים רגולטוריים. ל-FAA לקח עשרות שניםלקבל מבנים מרוכבים(נפתח בלשונית חדשה)במטוסים, כמו מטוס הבואינג 787 דרימליינר המורכב במלואו שהגיע ב-2009 אומנוע טורבופאן בעל הילוך(נפתח בלשונית חדשה).

"המחזור הזה כל כך איטי", אמר, בהתייחסו לפריסת טכנולוגיה חדשה בקנה מידה מסחרי.

ואז יש את הסוללות.

Noertker של Ampaire רואה הבטחה עם תאי סוללה בעלי צפיפות אנרגיה גבוהה שיאגרו מספיק אנרגיה על הסיפון כדי שתוכלו לטוס למרחק משמעותי. תחשוב על Powerwall של טסלה, מארז סוללות סולאריות, אבל בלי השמש ובלי הטסלה. מנועים מודרניים יכולים לספק הרבה כוח עם משקל קטן - בעצם משפרים את היעילות, אמר נורטקר.

טעינת הסוללות הללו היא עניין אחר. סוללה של 500 קילוואט דורשת הרבה כוח.

"זה בעצם להפעיל קוסטקו רק כדי לקבל תשלום", אמר בר-יוהיי מבית Eviation. החברה שלו צופה להטעין משאיות שמגיעות למטוסים ברצועות הנחיתה של נמל התעופה כדי להטעין את המלאכות, ובעצם ליצור עמדות טעינה ניידות של סוללה לסוללה.

אנגל, האנליטיקאי הספקן, אופטימי יותר שמטוסים חשמליים היברידיים ימריאו מוקדם יותר מבני דודיהם הכל-חשמליים.

העתיד החשמלי

לסטארטאפים השונים לכל אחד יש מטרות שאפתניות להמראה. אמפייר מכוונת לסוף השנה הזו כדי להעלות את שישה מושבים שלה, בעוד שרייט בוחנת את שני העשורים הבאים לבנות מטוס גדול בהרבה.

Eviation קבעה את 2019 כתאריך המראה להתחיל בבדיקת טיסות חשמליות לחלוטין ו-2022 כשלקוחות קבועים יכולים לקנות כרטיס לטיסה אזורית שכולה חשמלית. ליליום אומרת שהמטוס הראשון "המתפקד במלואו" צפוי להמריא גם ב-2019. עד 2025, לקוחות Lilium צפויים להזמין מטוסי מוניות חשמליים לפי דרישה. המונית החשמלית eVTOL של אובר אמורה להתחיל בהדגמה בדאלאס ובלוס אנג'לס עד 2020 ולהיות זמינה מסחרית עד 2023.

אם מסתכלים על זה בצורה מציאותית יותר, טיסת נוסעים חשמלית אמיתית שלוקחת מטוס מלא נוסעים מניו יורק ללונדון היא 20 שנה. וזה להיות נדיב. כפי שאמר גנזארסקי של MagniX, "כל כך הרבה צריך לקרות" כדי להגיע לנקודה הזו.

אם הטיסות הללו יצליחו, הן עשויות להיות מחליפות משחק, במיוחד עבור הסביבה. עד אז, הגיע הזמן לעבוד על טביעת הרגל הפחמנית שלך כאן על הקרקע. המכונית הזוללת דלק שלך אולי לא פולטת כמו נסיעת המטוס ההיא, אבל זה עדיין הרבה.

• נכתב על ידי

  סשה לקך

• נערך על ידי

  בריטני לוין בקמן

• אינפוגרפיקה מאת

  בוב אל-גרין

• תמונה עליונה מאת

  אמפייר