Електрическият самолет на НАСА ще полети тази година… но и ще кацне завинаги

След известни навигационни предизвикателства – от експлодиращи транзистори до пълен редизайн на батериите – изцяло електрическият самолет на НАСА ще направи първия си тестов полет тази година.

Вместо да използва реактивно гориво, X-57 Maxwell ще плава сред облаците, захранван от 360 килограма презареждаеми литиево-йонни батерии. Неговият полет ще отбележи важен крайъгълен камък за програмата и за авиацията като цяло, тъй като браншът има въпиеща нужда да стане по-екологичен.

„В индустрията за изграждане на електрически самолети има голяма конкуренция“, каза в изявление миналия месец Стар Гин, водещ стратег на NASA Advanced Air Mobility. „Наличието на проект, спонсориран от НАСА, в който можем да споделим всичките си научени уроци с обществеността, позволява на индустрията да расте. А проектът X-57 наистина е богат на информация, така че хората не трябва да откриват топлата вода.“

X-57 обаче е на път да спре, преди да постигне всичко, което си е поставил за цел. Той започва през 2016 г. с двойна цел: да се демонстрира, че един самолет може да се захранва изцяло с електричество и да се повиши ефективността и производителността на един такъв самолет чрез нов дизайн на крилото с няколко малки електрически мотора. Но поради прекъсвания заради пандемията и други препятствия по време на създаването на апарата, програмата няма да има достатъчно време да завърши по-късните си етапи, преди финансирането й да спре в края на тази година.

X-57 Maxwell е един от най-новите проекти на програмата X-plane на НАСА, която създава експериментални самолети за тестване на нови технологии. В своята история програмата е създала много революционни апарати, като се започне с Bell X-1, който е първият самолет, преодолял звуковата бариера при хоризонтален полет. По-късни проекти – като X-15, който поставя неофициални световни рекорди за скорост и надморска височина – продължават да тестват нови дизайни и технологии. X-57 е първият X-plane с екипаж в програмата от две десетилетия.

Tecnam P2006T

Моделът, който се очаква да излезе сега, се нарича Modification 2. Тази версия на самолета, базирана на Tecnam P2006T, има два електрически мотора и повече от 5000 батерийни клетки във фюзелажа. Това е значителна разлика от планираната финална версия, Modification 4, която трябваше да има 12 малки двигателя, разпределени в двете крила, както и един по-голям двигател на всяко крило. Този дизайн можеше да позволи самолета да има по-малки крила и да има нужда от по-къса писта. X-57 обаче няма да го достигне, тъй като екипът на проекта вече няма ресурсите.

„Опитахме се да направим много амбициозно нещо“, обяснява Ник Борър, заместник-главен изследовател на проекта в изследователския център Лангли на НАСА. „Опитът да се направи нов тип самолетна конструкция паралелно с нов двигател не е много типично, защото и двете са много, много предизвикателни начинания. Агенцията финансира много различни неща и беше изключително щедра с ресурсите, които ни предостави. Но има приоритети и в крайна сметка трябва да приключваме.“

И все пак, това, което екипът успява да постигне, за да създаде годният за полет Modification 2, не е малко. През 2017 г. те трябваше напълно да преработят батериите на самолета с помощта на дизайнерския екип на НАСА за Международната космическа станция. Трябваше да се гарантира, че ако една клетка в пакета се повреди, това няма да доведе до пожар.

Появява се проблем и с транзисторите в самолета. Оригиналните, които екипът използва, са създадени да издържат на високи нива на мощност, но не успяват да се справят с температурите и вибрациите, произведени по време на тестовете.

„Те бяха проектирани да могат да понасят типовете среди, в които очаквахме да ги поставим“, казва Шон Кларк, главен изследовател на програмата. „Но всеки път, когато ги тествахме, те се проваляха. Някои даже се взривяваха.“

След внимателно разследване, екипът използва транзистори с по-нов хардуер и препроектира системата си. Tези подобрени транзистори вече успяват да преминат успешно през тестовете.

Компютърен макет на Modification 4

X-57 вероятно ще се върне обратно в хангара за последен път тази година, но екипът зад него и други в индустрията казват, че проектът е направил редица важни крачки за потенциала на електрическите самолети и те са оптимисти, че други ще продължат да надграждат тези постижения. Екипът публикува своите данни с надеждата, че ще помогне на други да изграждат електрически самолети. Няколко от изпълнителите на НАСА за програмата вече продават батерията на X-57 и разработват други летящи превозни средства с електрически двигатели.

„Цялата идея зад X-plane е да се направи нещо, което никога не е правено досега, и затова смятам, че е съвсем нормално да очакваме да има крива на обучение“, казва Серджо Чекута, основател и партньор в компанията за електрическа авиация SMG Consulting. „В крайна сметка искаме да положим основите, за да стане индустрията успешна и мисля, че по този показател X-57 е успешен проект.“

Кларк е съгласен: „Все още съм много развълнуван от тази технология“, казва той. „Очаквам с нетърпение моите деца да могат да извършват кратки полети с електрически самолети след 10, 15 години – това ще бъде наистина страхотна стъпка напред за авиацията.“