با ظهور خودروهای برقی و پیشرفت فناوری‌های آن، شرکت‌های نوپا در اندیشه توسعه فناوری هواپیماهای برقی مسافربری هستند

پرواز باهواپیما‌ی شارژی

هواپیماهای معمولی سهم زیادی در انتشار دی‌اکسیدکربن و گرمایش جهانی دارند. اما راه‌حل چیست؟ آیا می‌توان صنعت هواپیمایی را تعطیل کرد؟ مسلما نه! ازاین‌رو دانشمندان در تلاشند با تحقق ایده ساخت هواپیماهای برقی به کمک محیط‌زیست بیایند. چندی است شرکت‌های بزرگی چون تِسلا ایده ساخت ماشین‌های برقی را که زمانی رؤیایی بیش نبود برایمان به واقعیت بدل کرده‌اند و حالا هم شرکت‌های نوپا در حوزه هواپیمایی می‌خواهند با هواپیماهای برقی غافلگیرمان کنند.

کد خبر: ۱۲۱۵۵۹۳

این روزها شرکت‌های نوپا (استارت‌آپ‌) هواپیمایی زیادی روی ایده ساخت هواپیماهای برقی متمرکز شده‌اند. اما این ایده آن‌قدرها هم که شاید فکر کنید جدید نیست. حتما می‌پرسید اگر ایده چندان جدیدی نیست، پس چرا هنوز با هواپیماهای معمولی سفر می‌کنیم؟ اشتباه نکنید! اتفاقا این روزها به‌واسطه پیشرفت فناوری‌های ساخت باتری بیش از پیش به تحقق رویای پرواز با هواپیماهای برقی نزدیک شده‌ایم.
ایده‌ای نه‌چندان نو
ایده هواپیمای برقی نخستین بار در قرن 19 میلادی آزمایش شد و نوآوری‌های مرتبط یکی پس از دیگری در نیمه دوم قرن 20 ظاهر شدند. چارلز رِنارد و آرتور کنستانتین کرِبز، مهندسان نظامی فرانسه با اضافه‌کردن باتری‌‌ و موتور برقی به یک هواپیمای متعلق به دهه 1260 شمسی /۱۸۸۰ میلادی توانستند نقشی در پیشرفت تحقق این ایده بازی کنند. بعدها در دهه 1350/ ۱۹۷۰ آزمایش محققان روی استفاده از برق و انرژی خورشیدی برای سفرهای هوایی حسابی گل کرد.
خلاصه این‌که از پس همین پیشرفت‌های کوچک درنهایت در ۱۵‌سال اخیر توانستیم شاهد پرواز آزمایشی نخستین نمونه‌ هواپیماهای برقی باشیم. در سال 1390/ ۲۰۱۱ پرواز هواپیمای برقی ای‌-‌ جِنیوس با موفقیت آزمایش شد. اما ای‌-‌جِنیوس هواپیمای دو سرنشینه است و اکنون ایده ساخت هواپیماهای برقی در سطح هواپیماهای مسافربری غول‌پیکر در حال پرورش است.
در حال حاضر دانشمندان به‌طور خاص روی برقی‌سازی هواپیماهای مسافربری متمرکز شده‌اند تا این فناوری را در سطح زندگی عامه مردم محقق کنند. باتوجه‌به افزایش قیمت سوخت هواپیما و ضرورت تلاش برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای با هدف بسیار مهمی روبه‌رو هستیم. جالب است بدانید حدود 5 درصد از کل انتشار گاز دی‌اکسیدکربن از سفرهای هوایی ناشی می‌شود. سازمان بین‌المللی هوانوردی غیرنظامی (ایکائو) تصمیم دارد این رقم را تا سال 1399/ ۲۰۲۰ به مرز خنثی برساند. اما قطعا باید تغییرات شگرفی در ساخت هواپیماهای فعلی رخ دهد تا میزان انتشار گاز کربن از سوی صنایع هواپیمایی تا این حد کاهش یابد.
رقابت شرکت‌های نوپای هواپیمایی
اکنون آمریکا، رژیم صهیونیستی و آلمان بر سر تحقق ایده هواپیماهای برقی و تجاری‌سازی آن با هم در رقابت هستند. ازجمله شرکت‌های نوپای فعال در این زمینه می‌توان به اَمپِر (Ampaire) و رایت الکتریک
(Wright Electric) در لس‌آنجلس اشاره کرد که روی برقی‌سازی پروازهای منطقه‌ای کار می‌کنند. جِفری اینگلِر، مؤسس و مدیرعامل شرکت‌ نوپای امپر، برای ساخت هواپیمای برقی در حال الگوبرداری از هواپیماهای مسافربری عادی است و می‌خواهد نمونه آزمایشی هواپیمای برقی‌اش بتواند مسافت حدود ۵۰۰ کیلومتری را طی کند. این شرکت‌ نوپا تا پایان امسال قرار است یک هواپیمای عادی شش‌سرنشینه را با انجام اصلاحاتی به نوع برقی و هیبریدی ارتقا دهد. اما شرکت‌ نوپای رایت الکتریک رؤیای بزرگ‌تری در سر دارد و در اندیشه ساخت هواپیمایی ۱۵۰سرنشینه است.
علاوه‌بر امپر و رایت الکتریک، شرکت‌های نوپای دیگری هم در این کارزار حضور دارند. مثلا یک شرکت نوپای صهیونیستی در تلاش است همین امسال نخستین پروازش را عملی کند. شرکت‌ نوپای آلمانی لیلیوم (Lilium)هم از طرح ساخت تاکسی هوایی پنج‌سرنشینه با قابلیت برخاست و فرود عمودی سخن گفته است. شرکت‌ نوپای دیگری به‌نام زونوم اِیرو (Zunum Aero) نیز در واشنگتن قصد دارد پروازهای آزمایشی هواپیماهای نوآورانه‌اش را به‌زودی به آزمایش بگذارد. اینها فقط نمونه‌هایی از رقبا در این کارزارند.
ناگفته نماند فعلا احتمال می‌رود شرکت‌های نوپایی مثل امپر و سایر رقبا در مقایسه با غول‌های هواپیماسازی نظیر بوئینگ و ایرباس تنها بتوانند غولچه‌های برقی با ظرفیت جابه‌جایی تعداد مسافر اندک بسازند که البته همین هم پیشرفت شگرفی است.
پرواز با باتری‌های سنگین
هواپیماهای برقی قاعدتا باید با باتری و موتور برقی کار ‌کنند. این هواپیماها به‌جای سوخت از باتری برای به کار انداختن موتور استفاده می‌کنند. موتور این هواپیماها باید به‌گونه‌ای طراحی شده باشد که بتواند با دریافت انرژی الکتریکی، انرژی مکانیکی تولید کند. به‌عبارتی در هواپیماهای برقی به‌جای موتورهای سوختی و رادیاتورهای خنک‌کننده باید باتری و موتورهای برقی داشته باشیم.
اما از آنجا که باتری نمی‌تواند تراکم انرژی حاصل از سوخت را داشته باشد، در نمونه فعلی هواپیماهای برقی در دست ساخت بعضا شاهد تعبیه باتری‌های خیلی سنگین هستیم. در یکی از طرح‌های در حال انجام، وزن باتری ۶۰ درصد وزن کل هواپیما گزارش شده است. درحالی‌که در هواپیماهای معمولی وزن سوخت تنها ۳۰ درصد وزن کل هواپیما را به خود اختصاص می‌دهد.
اما از مزایای استفاده از باتری به‌عنوان نیروی محرکه هواپیما می‌توان به کاهش استهلاک موتور و نیز رهایی از تأمین هزینه‌های خرید سوخت اشاره کرد. دور در دقیقه موتورهای جت عدد بزرگی است و همین عامل موجب افزایش سرعت فرسودگی قطعات موتور می‌شود. مزیت دیگر موتورهای برقی کم‌صدا‌بودن‌شان است. هواپیماهای معمولی به‌دلیل تولید صدای بلند در هر ساعت و در هر محدوده‌ای اجازه پرواز ندارند. اما با هواپیماهای برقی می‌توان انتظار داشت امکان پرواز در مسیرها و ساعات متنوع‌تری از شبانه‌روز فراهم شود.
ایده‌ای با تنوع بی‌نظیر
ایده هواپیماهایی که با سوخت پاک کار می‌کنند با عناوین مختلفی شناخته می‌شود. گاهی از این‌دست هواپیماها به‌اسم هواپیمای برقی یا ماشین پرنده یاد می‌شود و گاهی هم تاکسی پرنده یا هواپیمای الکتریکی-هیبریدی گفته می‌شوند.
این اسامی در کلیت شاید شبیه به‌نظر برسند. اما لازم است بدانید در برخی جزئیات باهم متفاوتند.
هواپیماهای ابتکاری کوچک‌تر نظیر هواپیمای تاکسی‌مانند اوبِراِیر (UberAir) را نمی‌توان با مثلا جتی که قرار است با باتری و موتور برقی ۱۵۰ مسافر را جابه‌جا کند هم‌سنگ کرد. این سبک هواپیماها به‌اضافه هواپیماهایی که قابلیت برخاست و فرود عمودی دارند یا حتی پهپادهای مسافربری درواقع تنها به‌درد جابه‌جایی تعداد کمی مسافر می‌خورند. برای مثال در نیوزیلند قرار است از تاکسی‌هواپیماهای خودران شرکت کیتی هاوک (Kitty Hawk) برای سفرهای کم‌مسافت استفاده شود. اما هواپیمایی نیوزیلند هنوز زمان مشخصی را برای اجرای این طرح اعلام نکرده است. یک نمونه هواپیمای خودران دو سرنشینه هم سال گذشته در دبی آزمایش شد.
مسیری پرچالش
ایده ساخت هواپیماهای برقی مسافربری با همه جذابیتی که دارد باید مسیر فوق‌العاده پرچالشی را تا تحقق طی کند. همه آنچه در حال حاضر داریم نمونه‌های آزمایشی کوچکند و برخی کارشناسان معتقدند تا زمان ظهور هواپیماهای برقی مسافربری در حد و اندازه هواپیماهای مسافربری سوخت‌سوز باید حالا حالاها صبر کنیم. البته نه این‌که ساخت هواپیمای برقی مسافربری ایده ناممکنی باشد.
می‌توان خوشبین بود که شرکت‌های نوپای هواپیمایی درنهایت به تحقق کامل این ایده دست خواهند یافت. اما به‌هرحال نباید منکر چالش‌های پیش‌رو بود.
ازجمله مهم‌ترین چالش‌های مطرح به رویکرد محافظه‌کارانه خود صنعت هواپیمایی برمی‌گردد. این صنعت اساسا محافظه‌کار است، زیرا با کوچک‌ترین خطایی در طراحی جان مسافر به خطر می‌افتد. ابتدا برای برخی چالش‌های مهندسی باید چاره‌ای اندیشیده شود. مشکل وزن باتری هم چالش درخور‌توجهی است. باتری در تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی بهره‌وری بالاتری دارد. اما تراکم انرژی سوخت جت حدود ۵۰ برابر بیشتر از باتری است؛ ضمن این‌که سوخت مایع می‌سوزد و در طول پرواز به‌تدریج از وزن کل هواپیما کاسته می‌شود. ولی باتری حتی با از‌دست دادن شارژ سبک نمی‌شود. درواقع هواپیما مجبور است وزنی مرده را پس از پایان شارژ با خود یدک بکشد.
به همه اینها کمبود ایستگاه‌های شارژ باتری و مشکلات زیرساختی در فرودگاه را نیز باید اضافه کرد. مشکلات قانونی و حقوقی هم که جای خود را دارد.
باوجود همه پیشرفت‌های اخیر و شرکت‌های نوپایی که سرسختانه در تلاشند نخستین نسل کاربردی هواپیماهای برقی را به دنیا عرضه کنند، باید واقع‌بین باشیم و بدانیم دست‌کم تا یکی دو دهه آینده شاهد پرواز هواپیماهای برقی مسافری غول‌پیکر نخواهیم بود. هنوز اتفاقات زیادی برای تحقق کامل این ایده باید بیفتد. اما اگر روزی هواپیماهای دارای سوخت پاک جایگزین هواپیماهای فعلی شوند، قطعا کمک بزرگی به حفظ و ترمیم محیط‌زیست خواهد بود.