×
Самолеты будущего

Аналитики к 2050 году прогнозируют увеличение объема мирового воздушного трафика в семь раз. Соответственно, почти во столько же увеличится нагрузка на экологию планеты. Почти, потому что по крайней мере часть самолетов должна в перспективе летать на альтернативном топливе – биотопливе. Вряд ли какие-то авиакомпании в ближайшие 5-10 лет перейдут на технологии, позволяющие отказаться от реактивной тяги двигателей.



Зато позднее природа точно обрадуется – возможна полная электрификация коммерческого воздушного флота. Это позволит сократить до нуля выбросы в атмосферу углекислого газа и оксидов азота. При условии, конечно, что энергия для самолетов будет производиться на станциях, которые сами не загрязняют атмосферу. То есть работать на альтернативных, возобновляемых источниках энергии: солнечные батареи, ветродвигатели, геотермальные источники и тому подобные технологии придутся кстати.



Главной трудностью на этом пути пока остается ограниченность емкости аккумуляторов. Но в данный момент уже ведутся разработки разных типов электрических аккумуляторов, которые смогут повысить емкости батарей при таких же габаритах или даже при их уменьшении.

Как заявляет Элон Маск (Alon Mask), глава SpaceX, вскоре промышленность сможет производить батареи, способные выдавать до 400 ватт-часов на килограмм собственного веса. При этом сам американский миллиардер уже строит завод по производству электрических аккумуляторов. Правда, пока лишь для собственных электрокаров. Но никто не мешает заводу получить дополнительный профиль. Были бы заказчики.



Если с электрическим аккумулятором вопрос решен, то стоит задуматься о его наполнении. В будущем любые нефтепродукты не только дороги, но и неперспективны из-за своей высокой стоимости. Зато на порядок упадет в цене производство солнечных панелей. Ученые также работают над повышением их КПД, экспериментируя с сетчатыми структурами. Уже в ближайшем будущем вместо выдаваемых 20 процентов коэффициент полезного действия будет в разы больше. Значит, авиапроизводителям будет все заманчивее обращаться к идее электрификации самолетов.



Что же остается биотопливу? Уже сейчас некоторые компании запускают в тестовом режиме самолеты на этом топливе, ведь использование биотоплива позволяет снизить выбросы парниковых газов на 36-85 %, и оно дешевле керосина. Весь вопрос лишь в его необходимом количестве для лайнеров. И над этой проблемой также бьются ученые, пытаясь создать методы, которые обеспечат увеличение количества биотоплива. К тому же переход на биотопливо гораздо менее затратный по сравнению с полным отказом от двигателей внутреннего сгорания. Проще говоря, пока биотопливо не сравнимо по цене с тем же керосином. Потребуется еще несколько лет, пока цены станут равнозначными, а затем биотопливо вырвется в лидеры.



Что дальше?



Полный отказ от двигателей внутреннего сгорания в авиации произойдет не ранее середины XXI века. Зато сразу подтолкнет развитие авиастроения в целом на создание новых материалов. А вот новые системы развлечения на борту самолетов будущего уже созданы.



Британская компания CPI предлагает создать самолеты без обзорных иллюминаторов, заменив их обзорными панелями. Такие смарт-панели будут построены по принципу мультиэкрана на основе OLED-дисплеев с высокой четкостью, создавая иллюзию прозрачности стенок самолета. Подобная находчивость может привлечь многих новых пассажиров, желающих просто посмотреть на мир вокруг через такую технологию. Это ведь словно лететь над облаками. Причем по-настоящему. Возможно, не сразу, но многие люди избавятся от страха высоты.

Компания считает, что возле каждого пассажира могут быть оборудованы специальные сенсорные рабочие зоны, на которых можно будет смотреть новости, кино и пребывать в глобальной сети Интернет, доступ к которой вскоре, несомненно, будет предоставляться в каждом самолете.



Также разработкам новых самолетов поспособствует снижение цен на компьютеры и уменьшение их габаритов. Если в 1970 году размеры транзисторов в процессорах измерялись тысячами нанометров, то сегодня это уже 23 нанометра, а к 2025 году этот показатель должен составить 7 нанометров. Учитывая этот тренд и развитие 3D-принтинга деталей, через 10 лет стоит ждать появления компьютеров, способных отслеживать малейшие изменения параметров полета и при помощи чутких миниатюрных исполнительных механизмов контролировать режимы полета вплоть до изменения формы лайнера.



Когда электрические самолеты станут реальностью, следующим шагом будет разработка особых воздушных движителей, которые могут обеспечивать тягу в любых направлениях. Это избавит самолеты от традиционных рулей высоты, направления и вообще хвостовых стабилизаторов, которые несут дополнительную массу и трение. Представьте себе самолет, которому не нужен будет даже аэродром и взлетно-посадочная полоса. Он сможет стартовать из любого места и лететь в любом направлении, замирая на месте и поворачиваясь вбок, или, к примеру, летать назад.

 

Почему будет именно так? Да потому что крылья самолетов достигли своего совершенства в плане аэродинамического качества и лучше уже не будут. Нужен качественно иной подход, над которым уже и должны задумываться авиаконструкторы будущего, а не только дизайнеры и фантасты. Ведь будущее ждать не будет, зато очень любит воплощать в жизнь самые необычные концепты.



Автор: Степан Мазур