طائرة تعمل ببطاريات الحالة الصلبة تحلق في السماء لأول مرة

وفقا للمشروع هيليوس هورايزنحدث حدث في سماء فلوريدا في شهر يونيو يمكن أن يمثل علامة فارقة كبيرة في مجال الطيران الكهربائي. أكمل طيار الاختبار ميغيل إيتورمندي سلسلة من الرحلات الجوية على متن طائرة هيليوس هورايزون المجهزة ببطاريات الحالة الصلبة. على الرغم من أن الاختبارات كانت قصيرة الأمد وتم إجراؤها في المقام الأول للتحقق من محاذاة الطائرة وسلوكها بعد تركيب بطارية جديدة، إلا أن الرحلة كانت أول مرة معروفة تستخدم فيها طائرة تقليدية ذات أجنحة ثابتة مأهولة مثل هذه التكنولوجيا.

لماذا هذا مهم

المشكلة الرئيسية في الطيران الكهربائي ليست المحركات، بل مصادر الطاقة. تستخدم السيارات الكهربائية الحديثة ومعظم الطائرات التجريبية بطاريات ليثيوم أيون مع إلكتروليت سائل، وهي مادة تحمل الشحنة داخل البطارية. ومثل هذه الأنظمة مناسبة تمامًا للسيارات، لكن كثافة طاقتها تظل غير كافية للطيران.

تعمل بطاريات الحالة الصلبة بشكل مختلف. يستخدمون المواد الصلبة بدلاً من السائل. وهذا يجعل البطاريات أكثر مقاومة للتلف وارتفاع درجة الحرارة، ويقلل من خطر نشوب حريق، ويسمح لها بتخزين المزيد من الطاقة بنفس الوزن. بالنسبة للطيران، حيث أن كل كيلوغرام مهم، فهذه إحدى المزايا الرئيسية.

في السابق، كانت بطارية هيليوس هورايزون توفر محتوى طاقة محدد يبلغ حوالي 260 واط/ساعة لكل كيلوغرام. وبعد التحول إلى عناصر الحالة الصلبة، ارتفع الرقم إلى 410 واط/ساعة لكل كيلوغرام – بحوالي 60%.

ووفقاً لإيتورميندي، يمكن أن يتحسن الأداء بنسبة 40% أخرى في العامين المقبلين.

طائرة يتم إعادة شحنها في السماء

ميزة أخرى للمشروع هي محاولة تحقيق الاستخدام الأكثر كفاءة للطاقة المتاحة.

يمكن شحن البطارية من منفذ كهربائي عادي، ويتيح لك الشحن السريع تجديد ما يصل إلى 80% من سعتها في أقل من 15 دقيقة. بالإضافة إلى ذلك، تم تجهيز الطائرة بألواح شمسية على الأجنحة. أثناء الطيران الشراعي والهبوط، يتم استخدام نظام استعادة الطاقة. في هذه اللحظة، يقوم تدفق الهواء بتدوير المروحة مثل شفرات مولد الرياح، ويتم إرجاع جزء من الطاقة إلى البطاريات.

وقال إيتورمندي بعد الاختبار: “الرحلة المتجددة يمكن أن تزيد بشكل كبير من نطاق طيران الطائرة”.

تحويل طائرة شراعية تحطم الرقم القياسي

كان أساس المشروع هو الطائرة الشراعية الآلية Pipistrel Taurus. وقد زودها المهندسون بنظام إدارة البطارية الخاص بها، ومجموعة نقل الحركة الجديدة، ونظام الإدارة الحرارية، والألواح الشمسية.

ونجحت الطائرة بالفعل في تسجيل رقم قياسي عالمي في الارتفاع بين السيارات الكهربائية من فئة وزنها حيث ارتفع إلى 7315 مترا. ويهدف الفريق الآن إلى الوصول إلى ارتفاع 12192 مترًا، وهو تقريبًا الارتفاع الذي تحلق عليه عادةً الطائرات التجارية. ومن المقرر إجراء رحلة قياسية جديدة قبل نهاية العام.

السباق من أجل مستقبل الطيران الكهربائي

على الرغم من الوضع التاريخي لاختبارات هيليوس هورايزون، تعمل العديد من الشركات على تطوير بطاريات الحالة الصلبة للطيران.

شركة ايهانج الصينية من ذوي الخبرة بالفعل جهاز EH216-S المزود ببطاريات الحالة الصلبة من معدن الليثيوم، يوفر ما يقرب من 50 دقيقة من الطيران المستمر. وتقول شركة تصنيع البطاريات CATL إنها تعمل على تطوير أنظمة بقدرة طاقة تبلغ حوالي 500 واط/ساعة لكل كيلوغرام، وتقول إن اختبارات الطائرات مستمرة.

وفي الوقت نفسه، تجري إيرباص ورينو أبحاثًا مشتركة، على أمل زيادة كثافة طاقة البطاريات بشكل كبير. وهذا يمكن أن يمهد الطريق لطائرات متوسطة المدى هجينة وكهربائية بالكامل في وقت مبكر من العقد المقبل.

حتى الآن، لا تزال معظم هذه المشاريع عبارة عن عروض تكنولوجية وبعيدة عن الاعتماد. ومع ذلك، أظهرت رحلة هيليوس هورايزون أن بطاريات الحالة الصلبة تنتقل تدريجياً من المختبرات إلى الطائرات الحقيقية. وإذا استمرت وتيرة التطوير، فمن الممكن أن تظهر أول طائرة كهربائية مفيدة تجاريًا في وقت أقرب بكثير مما كان متوقعًا قبل بضع سنوات فقط.