Современная электроника №5/2022

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 14 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2022 включённым в воздухе электродвига- телем. В носовой части установлен воз- душный винт, приводимый в движение электродвигателем, созданным по уни- кальной технологии на высокотемпе- ратурных сверхпроводниках (ВТСП). А электроэнергию он получает от гене- ратора, который вращается двигателем внутреннего сгорания. При повышении температуры ВТСП проводят электри- ческий ток почти без сопротивления и потери энергии; это привело к уве- личению КПД двигателей, то есть даёт перспективу наращивать мощность при снижении массогабаритов аппарата. К чему это приведёт – покажет время. Пока российские разработки выглядят на фоне других скромно. Перспективы развития отрасли Предполагается, что к 2050 году получат распространение самолёты с гибридными силовыми установками и электродвигателями. В фаворе техни- ческие решения, в которых источник электрической энергии – топливный элемент, а потребитель – электромотор. Сия компоновка подходит для отдель- ного класса «региональных» самолё- тов. Не только от газотурбинных уста- новок, но и от ДВС с их неизменными выхлопами газов стремятся отказаться и на земле: беспилотные электротягачи в будущем будут доставлять самолеты на взлётно-посадочнуюполосу. Такой пер- спективный подход в разы снизит коли- чество выбросов в атмосферу. Ближай- шее будущее за гибридными силовыми установками, с которых мы начали экс- курс в историю технического прогрес- са. Полностью или «совершенно элек- трические авиасистемы» – ввожу новый термин «СЭА» – начали путь с «малой авиации» из-за ограниченной дально- сти, вместимости пассажиров, главное – массогабаритов АКБ. Как мы отметили, совершенствование технологии АКБ в погоне за увеличением энергоёмкости при прочих равных условиях тормозит развитие некоммерческого парка мощ- ных летательных аппаратов. Поэтому появление СЭА связывают с успехами в электрохимии. Очевидная причина повышенно- го спроса на электрификацию в про- изводстве – забота об экологии, это мировой тренд. По данным Междуна- родной ассоциации воздушного транс- порта IATA от 2020 года, на долю ком- мерческой авиации приходится 2–3% выбросов углекислого газа [1]; к приме- ру, за один условно короткий перелёт из Лондона в Рим образуется и попа- дает в атмосферу 234 кг углекисло- го газа на одного человека – больше, чем выдыхают граждане некоторых условно малых стран за календарный год. Сокращение количества выбросов в атмосферу – понятная забота. Пред- полагается, что СЭА по определению не создаёт загрязняющего выхлопа. Одна- ко абсолютно экологичными их тоже считать рано, так как производство и утилизация АКБ загрязняют окружаю- щую среду. Кроме того, один из важных факто- ров – снижение затрат на эксплуата- цию. Расчёты и оптимизация затрат на топливо формируют политику разви- тия авиахолдингов с акцентом на про- изводство и эксплуатацию электро- самолётов. Электрические двигатели устроены иначе, чем ДВС, имеют мень- ше соприкасающихся частей, менее подвержены износу. Возможно, элек- трические самолеты будут реже нуж- даться в техобслуживании, что снизит эксплуатационные расходы. Сегодня расходы только на топливо действу- ющего авиапарка достигают 30% экс- плуатационных затрат и, разумеется, влияют на прибыль. Поэтому перспек- тива в развитии электрических лета- тельных аппаратов вместимостью в несколько десятков человек и, в част- ности, небольших «аэротакси» логич- на и реальна. Техническое и интеллек- туальное развитие рассматривают как форму и элементы Четвёртой про- мышленной революции, которую также именуют Индустрия 4.0 [2]. Тер- мин появился в 2011 году в Германии и обозначал технологии «умных» заво- дов, синоним Четвёртой промышлен- ной революции. Это условно новый подход к производству, основанный на массовом внедрении информа- ционных технологий в промышлен- ность, масштабной автоматизации бизнес-процессов и распростране- нии искусственного интеллекта. Такие факторы, как увеличение производи- тельности труда, улучшение безопас- ности работников за счёт сокращения рабочих мест в опасных условиях тру- да, повышение конкурентоспособно- сти и многое другое, вполне согласу- ются и с созданием принципиально новых продуктов. Проблемное поле Несмотря на то что «полностью электрические самолёты» теперь про- ходят испытания, а некоторые даже сертифицированы (см. выше), прой- дёт ещё много времени, прежде чем они смогут конкурировать с при- вычными нам лайнерами с турбод- вигателями по грузоподъёмности и дальности перелётов. Всё дело в источ- никах питания электродвигателей. Разработки в области новых компо- зитных материалов для АКБ ведутся активно и показывают, что по состо- янию на 2022 год энергия АКБ уступа- ет «классическому» топливу для ДВС в удельной энергоёмкости: количе- стве накопленной энергии. Условно Рис. 6. Аппарат «Сигма-4» Рис. 7. Дроны-такси компании Hover