Интервью Ivo Boscarol о сверхлёгких экологичных самолётах Pipistrel

Команда любителей экспериментальной авиации, создавшая впоследствии высокотехнологичные и экологичные самолёты, начинала с вечерних полётов на дельталётах в бывшей Югославии, за что получила от местных жителей прозвище летучие мыши — Pipistrel.


В 90-е годы компания решительно заявила о себе в мире сверхлёгких летательных аппаратов, создав самозапускающийся мотопланер, за которым последовал целый ряд самолётов, облетевших весь земной шар и ставших многократными победителями соревнований NASA, проводимых с целью поиска самых инновационных и экологичных решений в сфере авиации. Уровень комфорта и безопасности летательных аппаратов, оснащённых парашютом для спасения в случае необходимости всего самолёта вместе с пассажирами, привлекает теперь не только спортсменов-любителей, потому что эти самолёты выступают в качестве скоростного транспортного средства, которое по стоимости приближено к автомобилю, но при этом эффективно использует повсеместно доступный ему ресурс, просто паря в потоках воздуха без использования топлива и передвигаясь с высокой скоростью на далёкие расстояния.

Выпущенный в этом месяце сверхлёгкий самолёт Virus с новым двигателем расходует 15 литров топлива в час с крейсерской скоростью 274 км/ч. Однако Pipistrel не останавливается на достигнутом и, помимо первого производящегося в мире электросамолёта без выбросов в атмосферу, разрабатывает гибридный привод и исследует возможности солнечных батарей на самом высокотехнологичном производстве в Словении, где построенное по канонам эко-архитектуры самодостаточное предприятие работает на солнечной и геотермальной энергии, осуществляя сборку самолётов по деталям, каждая из которых запротоколирована по всей цепочке, согласно индустриальной системе, применяемой Toyota.

Самолёт Pipistrel побывал в России во время кругосветного полёта словенского пилота Matevž Lenarčič, несколько самолётов уже парят в российском воздушном пространстве, один из них — Taurus — участвует в развитии спортивной авиации в Новосибирске (аэродром Мочище). Сегодня Ivo Boscarol, основатель и руководитель легендарной компании Pipistrel, в специальном интервью для читателей эко-портала Хвоя рассказывает о своих выдающихся достижениях по производству лёгких и сверхлёгких экологичных самолётов.

Hvoya:

Достижения Pipistrel и успехи Вашей компании хорошо известны во всём мире благодаря многочисленным наградам, рекордным полётам вокруг земного шара и победам в соревнованиях, проводимых NASA. Какие теоретические основания и практический опыт заложили основу этого успеха в 90-е годы прошлого века, когда был создан первый самолёт Sinus после того, как Вы много лет занимались производством дельталётов.

Ivo Boscarol:

В начале 90-х рынок стал постепенно меняться. Дельталёты уже не устраивали пилотов, которые хотели большего комфорта, безопасности и летательного аппарата с закрытой кабиной, сделанного из современных высокотехнологичных композиционнных материалов.

Я изучил рынок и действующих производителей и обнаружил недостающее звено: в сверхлёгком классе отсутствовал двухместный мотопланёр. Я решил заполнить эту нишу с помощью специально разработанного самолёта. Я нанял экспертов и дал им задачу разработать двухместный мотопланёр с двумя параллельными сиденьями, который позволял бы совершать самостоятельный взлёт без вспомогательных средств. В воздухе двигатель выключается, запускается пропеллер и самолёт осуществляет парящий полёт в потоках воздуха, для чего ему необходимо очень хорошее аэродинамическое качество, — у Sinus оно составляет 1:27.

Sinus стал для нас большим успехом, в то время это было революционно. Мы получили несколько заказов ещё до того, как прототип совершил своё первый полёт. В первый год производства мы получили сотню предоплаченных заказов, с помощью которых мы финансировали дальнейшую разработку самолёта. Именно Sinus принёс нам мировое признание и дал мощный стимул для последующего развития.

Hvoya:

Самолёты Pipistrel известны своими высокими аэродинамическими характеристиками. Расскажите, пожалуйста, о Ваших разработках и инновациях в этой сфере.

Ivo Boscarol:

Раньше несколько инженеров делали аэродинамические расчёты и предлагали на их основании оптимальные формы. После этого специалист вручную изготавливал прототип, что могло занимать годы. Однако прогресс далеко ушёл, поэтому на заводе Pipistrel имеется исследовательский институт по осуществлению аэродинамического анализа и проектированию. Мы применяем целый ряд самых современных методов, включая использование программ по 3D моделированию, инструментов для разработки прототипов таких, как 8-осевая ЧПУ система роботизированного фрезерования, 3D принтеры, 3D сканеры для обратной разработки, компьютерное моделирование, например, виртуальной аэродинамической трубы. У нас есть испытательное подразделение и компьютерный кластер, состоящий из 128-ядерных процессоров, что позволяет нам быстро и точно выполнять все операции.

Мы добились следующих улучшений в аэродинамике: разработали новый профиль крыла, сделав его немного толще, что позволило сделать лонжерон выше, тоньше и тем самым намного легче. Таким образом всё крыло было облегчено.

Форма крыла обеспечивает большую подъёмную силу и меньшее лобовое сопротивление. Мы достигли этого с помощью того, что задняя часть крыла подвижна, причём не только элероны, но и закрылки, что обеспечивает большую подъёмную силу на малых скоростях и сокращают лобовое сопротивление на высоких скоростях.

Самолёт оснащается флюгируемым пропеллером, что снижает лобовое сопротивление, когда выключен двигатель и летательный аппарат находится в режиме парящего полёта. Наши пропеллеры более эффективны благодаря нашему подходу к аэродинамике лопастей. В фюзеляже установлена инновационная выхлопная система, с помощью которой горячие выхлопы из двигателя проходят вдоль корпуса, увеличивая подъёмную силу и сокращая расход топлива. Хвостовая часть самолёта Т-образная, что сокращает интерференцию с рулём. Все командные поверхности присоединены изнутри к фюзеляжу без выступающих шарнирных петель, которые могут создать на высоких скоростях лобовое сопротивление.

Hvoya:

В целях повышения эффективности использования топлива, Вы сократили вес самолётов, заменив гидравлические системы на электронные и применили легкие материалы и прочные сплавы. Что это за материалы и как они используются в самолётах Pipistrel?

Ivo Boscarol:

Большая часть самолёта выполнена из высокотехнологичных композиционных материалов, преимущественно это — углеродное волокно и стеклопластик. Углеродное волокно придаёт фюзеляжу структурную прочность. Подвижные части, которые должны быть более гибкими, как крылья и хвост, изготавливаются в основном из стеклопластика. Кабина укреплена пара-арамидным волокном кевлар, чтобы защитить пилотов в случае аварии. Приблизительно только 5% каждого самолёта изготавливается из металла: из лёгкого алюминия и титана.

Применяемые нами новые композиты обладают высокой термоустойчивостью. Например, перегородка между моторным отсеком и кабиной выполнена из композита, выдерживающего в течении 15 минут температуру в 1200° С. Она выдерживает и очень низкие температуры. В этом месяце словенский пилот Matevž Lenarčič осуществляет кругосветный полёт на нашем самолёте Virus SW 100 turbo, во время которого он пересечёт экватор 6 раз, приземлится в Антарктике и пролетит над Эверестом, то есть наш самолёт должен выдержать температуру в диапазоне от -50° до +50° С.

Hvoya:

Превосходный по экономичности расход топлива не может быть объяснён только лёгким весом самолёта и выбором материалов. Каким образом Ваши самолёты достигают таких экономичных показателей? Планируете ли Вы разрабатывать собственные двигатели вместо того, чтобы использовать те, что производятся Rotax?

Ivo Boscarol:

Экономия топлива при создании самолёта это одна из самых главных задач наравне с соотношением подъёмной силы и лобового сопротивления. Расход топлива напрямую зависит от этого соотношения. Наши самолёты потребляют на 30-40% меньше топлива, чем самолёты других производителей, потому что у Pipistrel превосходные аэродинамические показатели. Самолёт отличается пониженным показателем лобового сопротивления, он оснащён пропеллером инновационной формы, в нём применяется специальная система сборки двигателя и устанавливается наша собственная выхлопная система, которая адаптируется к типу двигателя и самолёту, что выражается в экономии энергии.

У нас нет планов по разработке собственного двигателя, потому что это не наша специализация. Мы специализируемся на том, как адаптировать летательный аппарат для двигателя с целью наилучшего использования существующего двигателя таким образом, чтобы он становился ещё более эффективным при установке на наши самолёты.

На днях наш поставщик двигателей – австрийский производитель Rotax, выпустил новый двигатель 912iS, расход топлива в котором более экономичен на 20%. Компания Pipistrel первой в мире установила этот двигатель на самолёт.


Hvoya:

В настоящее время Вы работаете над следующим самолётом – Panthera с топливным, гибридным и электрическим приводом. Почему Вы решили заняться гибридной версией, разработка которой не всегда даёт самые эффективные результаты, как это известно из автомобильной индустрии?

Ivo Boscarol:

Разработка гибридной версии Panthera ставит своей целью не только снижение расхода топлива, но и прежде всего защиту окружающей среды. Уже стала очевидной проблема шума от самолёта в населённой полосе и загрязнения нижних слоёв атмосферы. Гибридная Panthera будет взлетать и приземляться на электричестве, что позволит самолёту тихо лететь и не загрязнять при этом атмосферу. Как только самолёт достигает крейсерской высоты, он начинает использовать бензиновый или дизельный генератор для повышения скорости и расширения дальности полёта. На этой высоте шум и загрязнения не затрагивают в такой степени население.

Hvoya:

Pipistrel широко внедряет использование альтернативных источников энергии, как на Вашем предприятии, так и на самолётах. Ваши разработки в этой сфере включают в себя мобильную подзарядную станцию на солнечных батареях и установку солнечных батарей на самолёте для того, чтобы обеспечивать электропитание бортовой электроники. Скоро ли будет возможным производить полностью автономные самолёты на солнечных батареях?

Ivo Boscarol:

Технологии, делающими это возможным, уже доступны. Однако проблема состоит в эффективности батарей, которая в настоящее время пока довольно низкая. Даже если бы мы покрыли всю поверхность самолёта батареями, этого было бы недостаточно для полёта. Поэтому мы ждём повышения производительности батарей от индустрии. Накопление энергии тоже пока проблематично, нам нужно дождаться разработок новых аккумуляторов с большей энергетической плотностью и более высокой эффективностью.

Hvoya:

Считаете ли Вы, что самолёты на водороде ближе к массовому производству, чем самолёты на солнечных батареях? Продолжаете ли Вы работу над проектом Hydrogenius?

Ivo Boscarol:

Наша задача с проектом Hydrogenius уже выполнена – мы разработали самую эффективную из ныне существующих платформу, изготовили крылья и фюзеляж, отличающиеся пониженным показателем лобового сопротивления и потому нуждающимися в меньшем количестве энергии для полёта. Система водородного привода для самолёта сейчас разрабатывается Институтом Авиастроения в Университете Штутгарта в Германии.

Однако, на мой взгляд, самолёты на солнечной энергии имеют больше реальных перспектив для коммерческого производства, чем водородные, потому что с хранением и транспортировкой водорода связано много проблем, его производство очень дорогое.

Hvoya:

Компания Pipistrel разработала электрический привод для первого в мире коммерчески производимого самолёта Taurus, затем последовала электрическая версия Apis и скоро к ним присоединится Panthera. Какие улучшения Вы вносите в эту систему?

Ivo Boscarol:

Эта же система электрического привода существует в комплекте, готовом для установки на любую топливную платформу на существующих самолётах даже от сторонних производителей. Мы постоянно сокращаем вес её компонентов. Кроме того, система управления аккумулятором переведена с аналогового на цифровой режим с протоколом CAN и более удобным для пользователя интерфейсом.

Hvoya:

Даже если Вы используете наиболее передовые технологии, как литий-полимерный аккумулятор и систему управления им, которые позволяют добиться высоких показателей, соперничающих с самолётами с обычным приводом, тем не менее у электропривода существует целый ряд ограничений. Что это за ограничения и когда Вы сможете преодолеть их?

Ivo Boscarol:

Да, действительно, электропривод имеет несколько ограничений, например, вес необходимых аккумуляторов и обусловленная ими дальность полёта, однако аккумуляторы постоянно совершенствуются. Эффективность электродвигателя, контроллера и остальных систем приближается к 100%, так что мы очень близки к пределам этой технологии.

Мы ожидаем значительных улучшений в энергетической плотности и ёмкости аккумуляторов, которые будут разрабатываться в ближайшие годы. Одновременно с этим повысится эффективность солнечных батарей. Сейчас нас ограничивает площадь поверхности, которую можно покрыть батареями и тот факт, что они не гибкие. Мы очень рассчитываем на органические солнечные ячейки, которые можно наносить на поверхность любой формы.

Hvoya:

Спасибо за рассказ о самых передовых технологиях и за ваше активное участие в защите окружающей среды, на земле и в воздухе!

© Все права на текст защищены и принадлежат Pipistrel и эко-порталу Хвоя.
© Все права на изображения принадлежат Pipistrel.

Реклама

Добавить комментарий

Заполните поля или щелкните по значку, чтобы оставить свой комментарий:

Логотип WordPress.com

Для комментария используется ваша учётная запись WordPress.com. Выход / Изменить )

Фотография Twitter

Для комментария используется ваша учётная запись Twitter. Выход / Изменить )

Фотография Facebook

Для комментария используется ваша учётная запись Facebook. Выход / Изменить )

Google+ photo

Для комментария используется ваша учётная запись Google+. Выход / Изменить )

Connecting to %s