Ilmailun ilmiöt: Bye Aerospacelta tulossa kolme eFlyer-sähkölentokonetta

Bye Aerospace eFlyer 4 sähkölentokone lentokone sähkö

Sähkötoimiset lentokoneet tulevat, ensiksi sähköistyvät pienkoneet.

Sähkötoimiset lentokoneet ovat taloudellinen ja vähäpäästöinen ratkaisu lyhyille lentoreiteille, liikelennoille, lentotaksiin ja yksityiskäyttöön. Ensiksi sähköistyvät pienkoneet.

Sähkölentokoneet soveltuvat myös lentokoulutuksen alkuvaiheeseen, missä sähkölentokoneiden meluttomuus, vähäpäästöisyys ja käytön taloudellisuus korostuvat.

Sähkölentokoneita esiteltiin MAF (Mission Aviation Fellowship) Suomen ja Helsingin sähkölentokoneyhdistyksen järjestämässä Ekologisen ja sähköisen lentämisen konferenssissa.

Bye Aerospacelta on tulossa kolme sähkölentokonemallia: 8–12-paikkainen matkustajalentokone eFlyer 800 sekä 4- ja 2-paikkaiset pienkoneet eFlyer 4 ja eFlyer 2.

Bye Aerospace on amerikkalainen lentokonevalmistaja, jonka kotipaikka on Colorado. Yrityksen perustaja ja toimitusjohtaja George E Bye esitteli sähkölentokoneita konferenssissa etäyhteydellä Yhdysvalloista käsin.

Alla mainitut lentokoneiden tekniset tiedot ovat alustavia ja niihin saattaa tulla vielä muutoksia esimerkiksi akkuteknologian nopean kehityksen vuoksi.

eFlyer 800

8-paikkainen matkustajalentokone, joka on tarkoitettu ohuille lentoreiteille, liikelentoihin ja lentokoulutukseen
täysin uusi lentokonemalli, sertifiointi 2026
1–2 lentäjää
8 matkustajapaikkaa (business-versio 6, maksimi 12 matkustajapaikkaa)
sähkömoottorit Safran ENGINeUS™ 500: 2 x 550 kW (2 x 675 hv)
nopeusalue 75–320 solmua (139–593 km/h)
matkalentonopeus 255–280 solmua (472–518 km/h)
suurin nopeus 320 solmua (593 km/h)
kantama 500 Nm (926 km)
lentoaika 3 h

eFlyer 4

nelipaikkainen pienlentokone yleiskäyttöön, lentotaksiksi ja lentokoulutukseen
täysin uusi lentokonemalli, sertifiointi vuonna 2024
sähkömoottori Safran 200 kW (268 hv)
nopeusalue 61–200 solmua (113–370 km/h)
taloudellinen matkalentonopeus 115 solmua (213 kilometriä tunnissa, 67 kW)
sakkausnopeus 61 solmua (113 km/h)
kantama 260–320 Nm ( 482–593 km) täysi kuorma – yksin lentäjä
lentoaika 3 h

eFlyer 2

kaksipaikkainen pienlentokone ensisijaisesti lentokoulutukseen
ensilento prototyypillä 10.4.2018
täysin uusi lentokonemalli, sertifiointi vuoden 2023 alkupuolella
litiumioniakut
sähkömoottori Safran ENGINeUS™ 100: 110 kW (150 hv)
opeusalue 55–135 solmua (102–250 km/h)
taloudellinen matkanopeus 100 solmua (185 kilometriä tunnissa, 28 kW)
sakkausnopeus 48 solmua (89 km/h)
lentoaika 3 h nopeudella 73 solmua (135 km/h)

Mainos (teksti jatkuu alla)

Mainos päättyy

Moottori meni vaihtoon

Vaikka eFlyer-lentokoneet sertifioidaan ja tulevat markkinoille vasta vuosina 2023–2026, on koneille kertynyt jo mukavasti tilauskantaa: eFlyer 2 -koneella on 447 tilausta, eFlyer 4 -koneella 247 tilausta ja 50 optiota ja eFlyer 800 -koneella on 31 tilausta ja 99 optiota.

Uudentyyppisen sähkötoimisen lentokoneen tuotekehityksessä on monia ennen kokemattomia vaiheita, mikä voi johtaa takaiskuihin ja myös osahankkijan vaihtamiseen. Näin kävi muun muassa moottorin suhteen. Huhtikuussa 2018 ensilennon suorittaneessa eFlyer 2 -prototyypissä oli Siemensin sähkömoottori, mutta tuotantomalleihin tulee Safran-merkkinen sähkömoottori.

Näin ollen kaikissa eFlyer-koneissa tulee olemaan Safranin valmistamat sähkömoottorit.

Akkuteknologia kehittyy parhaillaan niin nopeasti, että konferensissa edes George E Byeltä kyselemällä ei saatu selville, millaiset akut eFlyer-koneissa muutaman vuoden kuluttua ovat. Ainoastaan eFlyer 2:n teknisissä tiedoissa on mainittu litiumioniakut.

Uutta akkuteknologiaa

Bye Aerospace on tutkinut muun muassa brittiläisen Oxis Energy -yhtiön litiumrikkiakkuja, joiden energiatiheys on merkittävästi litiumioniakkuja parempi.

George E Bye näytti esityksessään QuantumScape-yhtiön tekemän vertailun, jossa uusimman sukupolven kiinteäelekrolyyttisten solid-state-litiummetalliakkujen energiatiheys on kaksin-kolminkertainen verrattuna litiumioniakkuihin. Solid-state-litiummetalliakuissa on energiaa 380–500 Wh / kg, nykyisissä litiumioniakuissa 120–270 Wh / kg ja perinteisissä lyijyakuissa alle 50 Wh / kg.

Litiummetalliakkujen lastentautina on ollut nopea itsepurkautuminen, mutta lukuisat yhtiöt, muun muassa QuantumScape, Solid Power, Panasonic ja Samsung, arvioivat ratkaisevansa ongelman ja tuovansa uudentyyppiset, paremmat litiummetalliakut markkinoille aivan lähivuosina.

Kiinteäelektrolyyttisten solid-state -akkujen ilmoitetaan olevan litiumioniakkuja turvallisempia, sillä niiden vuoto- ja paloherkkyys on hyvin vähäinen. Toki uusimmat litiumioniakutkin ovat entistä varmempia.

Kahdenlaisia akkuja

Solid-state -akkuja on kahdenlaisia, ensimmäisen sukupolven solid-state -akuissa on grafiittianodit, mutta seuraavan sukupolven solid-state-akuissa on litiummetallianodit, mitkä tekevät akun kevyemmäksi.
Koska uusien eFlyer -koneiden suunniteltu sertifiointi on vielä tulevaisuudessa (eFlyer 2 vuonna 2023, eFlyer 4 vuonna 2024 ja eFlyer 800 vuonna 2026), mielestäni on varsin todennäköistä, että koneisiin tullaan asentamaan uuden sukupolven kiinteäelekrolyyttisiä solid-state-litiummetalliakkuja joko tuotannon alkuvaiheessa tai tuotannon ollessa jo käynnissä, sitten kun uudentyyppisiä akkuja on saatavilla ja niiden hinnat asettuvat järkevälle tasolle.

Autonvalmistajista ainakin Mercedes-Benz ja Toyota ovat ilmoittaneet tuovansa markkinoille kiinteäelekrolyyttiset solid-state-akut lähivuosina joihinkin automalleihin.

Mainos (teksti jatkuu alla)

Mainos päättyy

Valmistaja: käyttökustannukset laskevat

Bye Aerospace väittää, että kaikkien eFlyer -koneiden käyttökustannukset ovat vain viidennes vastaavien perinteisten lentokoneiden kustannuksista. Toinen suuri etu on lentokoneiden alhainen melutaso, mikä tekee mahdolliseksi asutuskeskusten lähellä olevien lentoasemien käyttämisen ilman meluongelmia. Koneiden ja niiden osien, erityisesti akkujen valmistus tuottaa päästöjä, mutta ne kompensoituvat käytön vähäpäästöisyytenä ja huollontarpeen vähäisyytenä.

Valmistajan mukaan seuraavan 20 vuoden aikana eFlyer 800:n kokoisten 6–12-matkustajapaikkaisten liikelentokoneiden ja ohuiden reittien pienten matkustajalentokoneiden segmentin kokonaismarkkina on maailmassa on noin 10 000 lentokonetta, josta suuri osa tulee korvaamaan vanhentuvaa kalustoa.

Sähkölentokoneista etuja peruskoulutuksessa

Bye Aerospace arvioi, että eFlyer 4:n kokoisten pienkoneiden kokonaismarkkinoiksi noin 40 000 uutta lentokonetta ja eFlyer 2:n segmentissä noin 24 000 uutta lentokonetta maailmassa seuraavan 20 vuoden aikana. Lentäjien alkeis- eli peruskoulutuksessa, etenkin Yhdysvalloissa käytetään edelleen runsaasti vuosikymmeniä vanhaa lentokonekalustoa, kuten Cessna 152 ja Cessna 172/182 sekä Piper PA-28 Cherokee -koneita.

On liki uskomatonta, että Yhdysvalloissa lentäjien peruskoulutuksessa käytettävien yli 11 000 pienkoneen keski-ikä on huimat 46,2 vuotta (FAA Federal Aviation Adiministration: tilasto vuodelta 2017).

Sähkölentokone on taloudellinen. Bye Aerospacen laskelman mukaan uudenaikainen sähkötoiminen koulutuskone pudottaa lentotunnin kustannukset viidesosaan. Nykyisten vanhanaikaisten pienten koulutuskoneiden käyttö ja huolto ovat kalliita ja ne polttavat kallista lentobensiiniä tai dieseliä. Näihin verrattuna sähkölentokoneella on merkittäviä etuja.

Toinen suuri etu koulutuskäytössä on meluttomuus. Valmistajan mukaan eFlyer 2 ja 4 ovat jopa 30 dB mäntämoottorikalustoa hiljaisempia. Vaimea ääni on tärkeä tekijä koulutuskoneessa, sillä etenkin lentokoulutuksen alkuvaiheessa pienkoneilla tehdään runsaasti läpilaskuja.

Läpilasku on lentokoulutuksen laskeutumisharjoitteluun kuuluva menetelmä, jossa laskeutumisen jälkeen kiitotiellä ei hidasteta vaan ilma-alus kiihdyttää kiitotiellä uuteen lentoonlähtöön ja nousun jälkeen palaa uudelle laskeutumiskierrokselle; toiminta tapahtuu yhteistyössä lennonjohdon kanssa.

Alkeiskoulutusvaiheessa kukin oppilas tekee useita kymmeniä läpilaskuja. Tavallisten mäntämoottorilla varustettujen pienkoneiden moottorimelu on melkoinen ja kuuluu kauas. Sähkömoottorilla varustettu lentokone on nousussakin hiljainen ulospäin, minkä vuoksi lentokoulutus läpilaskuineen ei häiritse lentoaseman lähellä asuvia juuri lainkaan.

Bye Aerospace eFlyer 4 sähkölentokone lentokone sähkö ilmailu lentäminen

Arvostettu eurooppalainen lentoyhtiö KLM on tilannut eFlyer 2- ja eFlyer 4- koneita uusien lentäjien peruskoulutusta varten.

Kun nykyinen, pääosin vanha ja vanhanaikainen bensiinikäyttöinen lentäjien peruskoulutuskalusto korvataan uusilla sähkötoimisilla pienlentokoneilla, saadaan peruskoulutukseen liittyvän harjoituslentämisen hiilidioksidipäästöjä vähennettyä miljoonia tonneja vuodessa.

Lentäjiä tarvitaan lisää

Koronapandemian jälkeen lentoliikenne alkaa elpyä ja lentäjiä tarvitaan entistä enemmän. Viime vuosina on vuosittain maailmassa valmistunut noin 6 000 uutta lentäjää, joilla on liikennelentäjän lupakirja ATPL (Airline Transport Pilot Licence).

Koronavuosina uusien lentäjien koulutus hiipui tilapäisesti. Boeingin ja FAA:n mukaan lähitulevaisuudessa tarvitaan jopa 30 000 uutta lentäjää vuodessa. Boeingin ennuste tarkoittaa jopa 612 000 uuden ATPL-lentäjän tarvetta seuraavan 20 vuoden aikana. Lentäjiä tarvitaan runsaasti paitsi uusien lentoreittien avaamisessa, myös eläköityvien lentäjien korvaamiseksi.

Lentämisen alkeet ja perusteet opetellaan ja harjoitellaan ensin pienlentokoneilla. Myös nykyiset ammattilentäjät ovat aikoinaan olleet aluksi lento-oppilaita. Nykyään koulutuksen kalleus on vaikeuttanut monen nuoren ilmailusta kiinnostuneen lento-oppilaaksi hakeutumista tai on johtanut koulutuksen keskeytykseen. Sähkölentokoneet tarjoavat osaratkaisun lentokoulutuksen kustannusten hillintään.

Teksti: Timo Turkula Kuvat: Bye Aerospace Lähde: MAF Suomi ja Helsingin sähkölentokoneyhdistys ry: Ekologisen ja sähköisen lentämisen konferenssi 9.3.2022, Bye Aerospace

a:8:{i:0;s:5:"92540";i:1;s:5:"94151";i:2;s:6:"110558";i:3;s:5:"62344";i:4;s:6:"111124";i:5;s:6:"111113";i:6;s:5:"51943";i:7;s:5:"94141";}