هواپیمای Alice، ساخته شرکت Eviation Aircraft، یک نوآوری پیشگام در صنعت هوانوردی است که با هدف ارائه حمل‌ونقل هوایی بدون آلایندگی طراحی شده است. این هواپیما، که اولین پرواز خود را در سپتامبر 2022 انجام داد، با استفاده از موتورهای الکتریکی و باتری‌های لیتیوم-یون، آینده‌ای پایدار برای پروازهای منطقه‌ای کوتاه‌برد را نوید می‌دهد. Alice با ظرفیت 9 مسافر و طراحی آیرودینامیک، نه‌تنها به کاهش انتشار کربن کمک می‌کند، بلکه هزینه‌های عملیاتی را نیز به‌طور چشمگیری کاهش می‌دهد. با بررسی کامل هواپیمای برقی Alice همراه ابرار صنعتی بمانید.
هواپیمای برقی Alice توسط Eviation Aircraft، شرکتی که در سال 2015 در اسرائیل تأسیس شد و اکنون در آرلینگتون، واشنگتن مستقر است، طراحی شده است. این هواپیما برای حمل 9 مسافر و 2 خدمه در مسیرهای منطقه‌ای با برد تا 440 مایل دریایی (815 کیلومتر) ساخته شده است. Alice از بدنه‌ای با 95 درصد مواد کامپوزیتی و دو موتور الکتریکی Magni650 با قدرت 850 اسب بخار بهره می‌برد. اولین پرواز آزمایشی آن در 27 سپتامبر 2022 در فرودگاه بین‌المللی گرانت کانتی، واشنگتن انجام شد. Eviation تاکنون بیش از 600 سفارش با ارزش تقریبی 5 میلیارد دلار از مشتریان مانند Cape Air، DHL و Air New Zealand دریافت کرده است. هدف Alice، ایجاد تحولی در پروازهای کوتاه‌برد با صفر کردن انتشار کربن است.
پرواز بدون سوخت: آشنایی با هواپیمای Alice
هواپیمای Alice به‌عنوان اولین هواپیمای تمام‌برقی تجاری جهان، با حذف سوخت فسیلی، وابستگی صنعت هوانوردی به منابع تجدیدناپذیر را به چالش می‌کشد. این هواپیما از باتری‌های لیتیوم-یون با ظرفیت 820 کیلووات‌ساعت تغذیه می‌شود که دو موتور الکتریکی Magni650 را به حرکت درمی‌آورند. برخلاف هواپیماهای سنتی، Alice هیچ‌گونه گاز گلخانه‌ای تولید نمی‌کند و هزینه عملیاتی آن به حدود 200 دلار در ساعت می‌رسد، در حالی که هواپیماهای مشابه مانند Cessna 402 یا Pilatus PC-12 بین 600 تا 1000 دلار در ساعت هزینه دارند. طراحی آن برای مسیرهای کوتاه‌برد (تا 650 مایل) بهینه شده و امکان استفاده از فرودگاه‌های کوچک‌تر را فراهم می‌کند. Alice نمادی از حرکت به‌سوی هوانوردی پایدار است.
تعداد صندلی‌ها و چیدمان داخلی
هواپیمای Alice در نسخه مسافربری (Commuter) دارای 9 صندلی با چیدمان 1-1 است که فضای شخصی بیشتری نسبت به هواپیماهای منطقه‌ای معمولی فراهم می‌کند. فاصله بین صندلی‌ها 32 اینچ بوده و هر مسافر به پنجره‌های پانورامیک با سایه‌های الکتروکرومیک دسترسی دارد. نسخه اجرایی (Executive) با 6 صندلی، فضای لوکس‌تری ارائه می‌دهد، در حالی که نسخه باری (Cargo) برای حمل 1134 کیلوگرم بار طراحی شده است. محفظه بار با حجم 450 فوت مکعب و سیستم توری ایمن، فضای کافی برای چمدان‌ها و تجهیزات را فراهم می‌کند. کابین داخلی با محفظه‌های ذخیره‌سازی اضافی و سیستم کنترل دما، راحتی مسافران را تضمین می‌کند.
ویژگی‌های ظاهری بدنه هواپیما
بدنه Alice از 95 درصد مواد کامپوزیتی سبک ساخته شده که وزن را کاهش داده و مقاومت در برابر خوردگی را افزایش می‌دهد. طراحی اولیه آن با بدنه بیضوی و دم V شکل در سال 2019 معرفی شد، اما پس از پرواز آزمایشی 2022، به طراحی سنتی‌تر با بدنه لوله‌ای و دم T شکل تغییر یافت. این بازطراحی، ساخت را ساده‌تر کرده و فضای کابین را بهینه نمود. بال‌ها با نوک‌های خمیده، مقاومت آیرودینامیکی را کاهش می‌دهند. دو موتور الکتریکی در عقب بدنه نصب شده‌اند و ارابه فرود سه‌چرخ جمع‌شونده، پایداری در زمین را تضمین می‌کند. بدنه کربنی و طراحی آیرودینامیک، هواپیمای برقی Alice را به گزینه‌ای کارآمد برای پروازهای منطقه‌ای تبدیل کرده است.
تکنولوژی موتورهای الکتریکی هواپیمای برقی Alice
Alice از دو موتور الکتریکی Magni650 ساخت magniX با قدرت 850 اسب بخار (634 کیلووات) استفاده می‌کند که در عقب بدنه نصب شده‌اند و پروانه‌های سه‌پره را می‌چرخانند. این موتورها جایگزین موتورهای اولیه Magni250 (375 اسب بخار) شدند تا کارایی و پایداری را بهبود بخشند. طراحی بدون گیربکس و با ولتاژ بالا، تلفات انرژی را کاهش داده و پاسخگویی سریع به تغییرات قدرت را ممکن می‌سازد. موتورها با سیستم خنک‌کننده پیشرفته، عملکرد پایداری در دماهای بالا دارند. این فناوری، که با همکاری magniX توسعه یافته، امکان پرواز با نویز کم و بدون انتشار کربن را فراهم می‌کند و Alice را برای عملیات در فرودگاه‌های شهری مناسب می‌سازد.
بررسی باتری‌ها و منبع انرژی
منبع انرژی Alice، باتری‌های لیتیوم-یون با ظرفیت 820 کیلووات‌ساعت است که توسط Kokam تأمین شده‌اند. این باتری‌ها با وزن 3720 کیلوگرم (8200 پوند)، 60 درصد وزن برخاست (6350 کیلوگرم) را تشکیل می‌دهند. باتری‌ها در 75 کاست جداگانه قرار دارند که هر یک به‌طور مستقل عمل می‌کند تا در صورت خرابی یک کاست، آتش‌سوزی گسترش نیابد. چگالی انرژی باتری‌ها 260 وات‌ساعت بر کیلوگرم است و پس از 1000 سیکل (معادل 3000 ساعت پرواز) نیاز به تعویض دارند که هزینه‌ای حدود 250,000 دلار دارد. شارژ باتری‌ها با شارژرهای سیار مشابه کامیون‌های سوخت انجام می‌شود و ایمنی آن‌ها با استانداردهای پیشرفته تضمین شده است.
میزان مصرف انرژی در هر پرواز
مصرف انرژی Alice به‌طور متوسط 200 دلار در ساعت پرواز است، که عمدتاً به دلیل هزینه برق صنعتی در ایالات متحده (حدود 0.12 دلار بر کیلووات‌ساعت) است. برای یک پرواز یک‌ساعته با سرعت کروز 220 گره (407 کیلومتر بر ساعت)، باتری 820 کیلووات‌ساعتی حدود 70 درصد ظرفیت خود را مصرف می‌کند. این مقدار برای برد 440 مایل دریایی بهینه شده و شامل حاشیه ایمنی 30 تا 45 دقیقه پرواز اضافی است. در مقایسه، هواپیماهای مشابه مانند Beechcraft King Air با سوخت فسیلی، 6 تا 10 برابر انرژی بیشتری مصرف می‌کنند. شارژ باتری‌ها برای هر ساعت پرواز حدود 30 دقیقه طول می‌کشد، که کارایی عملیاتی را حفظ می‌کند.
سرعت پرواز و حداکثر ارتفاع پروازی
سرعت کروز Alice حدود 220 گره (407 کیلومتر بر ساعت) است، که کمتر از قطار مگلو ژاپن و هواپیماهای توربوپراپ مانند Pilatus PC-12 (280 گره) است، اما برای مسیرهای کوتاه‌برد کافی است. حداکثر سرعت آن به 260 گره (480 کیلومتر بر ساعت) می‌رسد. سقف پروازی هواپیمای Alice در ارتفاع 32,000 فوت (9750 متر) قرار دارد، که امکان پرواز در بالای شرایط جوی نامناسب را فراهم می‌کند. این مشخصات با طراحی موتورهای Magni650 و بدنه آیرودینامیک بهینه شده‌اند. کاهش سرعت کروز نسبت به طراحی اولیه (240 گره) نتیجه بازطراحی برای بهبود کارایی و ایمنی بود.
برد عملیاتی و زمان شارژ باتری‌ها
برد عملیاتی Alice حدود 440 مایل دریایی (815 کیلومتر) است، که برای پروازهای منطقه‌ای مانند بوستون به کیپ کاد یا میامی به باهاما ایده‌آل است. این برد نسبت به هدف اولیه (540-650 مایل دریایی) کاهش یافت تا وزن باتری‌ها بهینه شود. شارژ باتری‌ها برای یک پرواز کامل حدود 30 دقیقه طول می‌کشد و از شارژرهای سیار مشابه کامیون‌های سوخت استفاده می‌شود. این زمان شارژ سریع، امکان انجام چندین پرواز روزانه را فراهم می‌کند. با پیشرفت فناوری باتری‌ها، انتظار می‌رود برد Alice در آینده به 1000-1200 کیلومتر افزایش یابد، که آن را برای مسیرهای طولانی‌تر مناسب‌تر خواهد کرد.
آلودگی صوتی و زیست‌محیطی در مقایسه با هواپیماهای معمولی
Alice با تولید صفر انتشار کربن، تأثیر زیست‌محیطی قابل‌توجهی در کاهش 2 درصد سهم هوانوردی از گازهای گلخانه‌ای جهانی دارد. موتورهای الکتریکی آن صدایی مشابه یک ماشین چمن‌زنی برقی تولید می‌کنند، که به‌طور قابل‌توجهی کمتر از نویز 80-100 دسی‌بلی هواپیماهای توربوپراپ است. این ویژگی، Alice را برای عملیات در فرودگاه‌های نزدیک به مناطق مسکونی مناسب می‌کند. در مقایسه با Cessna 402، که در هر ساعت 50 گالن سوخت فسیلی مصرف می‌کند، هواپیمای برقی Alice هیچ‌گونه آلودگی گازی یا ذرات معلق تولید نمی‌کند. این کاهش آلودگی صوتی و زیست‌محیطی، پذیرش آن را در جوامع حساس به محیط‌زیست افزایش داده است.
مجوزها و تاییدیه‌های ایمنی
Eviation در حال همکاری با اداره هوانوردی فدرال (FAA) برای دریافت گواهینامه نوع (Type Certification) برای هواپیمای برقی Alice است، اما این فرآیند تا سال 2028 به تعویق افتاده است. این تأخیر به دلیل نیاز به آزمایش‌های گسترده باتری‌ها و بازطراحی بدنه پس از پرواز آزمایشی 2022 است. Eviation قصد دارد 5 تا 6 نمونه اولیه منطبق با استانداردهای تولید را برای یک کمپین آزمایشی 12 تا 18 ماهه بسازد. استانداردهای ایمنی باتری‌ها با همکاری شرکت AVL توسعه یافته و از حوادثی مانند آتش‌سوزی بوئینگ 787 جلوگیری می‌کند. گواهینامه FAA تضمین می‌کند که Alice برای عملیات تجاری، از جمله پرواز در شرایط جوی نامناسب، ایمن باشد.
طراحی ارگونومیک کابین خلبان
کابین خلبان هواپیمای Alice مجهز به یک کاکپیت دیجیتال پیشرفته با نمایشگرهای لمسی و سیستم avionics Garmin G5000 است. این طراحی، بار کاری خلبان را کاهش داده و راحتی را افزایش می‌دهد. سیستم fly-by-wire ساخت Honeywell، کنترل دقیق و پاسخگویی سریع را فراهم می‌کند و برای خلبانانی که از هواپیماهای سنتی به برقی مهاجرت می‌کنند، انتقال آسانی را ممکن می‌سازد. پنجره‌های بزرگ کاکپیت، دید وسیعی ارائه می‌دهند و چیدمان ارگونومیک کنترل‌ها، خستگی خلبان را در پروازهای مکرر کوتاه‌برد کاهش می‌دهد. این ویژگی‌ها، Alice را به گزینه‌ای جذاب برای شرکت‌های منطقه‌ای تبدیل کرده است.
تکنولوژی سیستم‌های کنترل پرواز
سیستم کنترل پرواز Alice از فناوری fly-by-wire Honeywell بهره می‌برد که جایگزین کنترل‌های مکانیکی سنتی با سیگنال‌های الکتریکی شده است. این سیستم، دقت و ایمنی را افزایش داده و امکان تنظیم خودکار برای شرایط پروازی مختلف را فراهم می‌کند. سیستم‌های ناوبری و اتوپایلوت پیشرفته، پرواز در مسیرهای شلوغ منطقه‌ای را ساده‌تر می‌کنند. ادغام با avionics Garmin G5000، داده‌های بلادرنگ مانند وضعیت باتری، سرعت باد و شرایط جوی را به خلبان ارائه می‌دهد. این فناوری‌ها، همراه با حسگرهای متعدد، پایداری پرواز را حتی در صورت خرابی یک موتور تضمین می‌کنند.
امنیت پرواز در هواپیماهای برقی
ایمنی Alice با طراحی پیشرفته باتری‌ها و سیستم‌های اضافی تضمین شده است. باتری‌های 75 کاستی امکان ادامه پرواز برای 30 تا 45 دقیقه در صورت خرابی یک کاست را فراهم می‌کنند. سیستم مدیریت باتری (BMS) دما و ولتاژ را کنترل کرده و از گرمای بیش‌ازحد جلوگیری می‌کند. طراحی دو موتوره، پایداری را در صورت خرابی یک موتور حفظ می‌کند، برخلاف طرح اولیه سه‌موتوره که خطر عدم تعادل را افزایش می‌داد. حسگرهای متعدد و سیستم‌های نظارتی، ناهنجاری‌ها را به‌سرعت تشخیص می‌دهند. تست‌های گسترده و همکاری با FAA، ایمنی هواپیمای برقی Alice را برای عملیات تجاری تضمین می‌کند.
کاربردهای تجاری و مشتریان
Alice برای شرکت‌های هواپیمایی منطقه‌ای مانند Cape Air (75 سفارش)، Global Crossing Airlines (50 سفارش) و DHL Express (12 سفارش) جذاب است. این شرکت‌ها از هزینه‌های عملیاتی پایین و امکان استفاده از فرودگاه‌های کوچک‌تر بهره می‌برند. قرارداد اخیر با UrbanLink Air Mobility برای 10 هواپیما، نشان‌دهنده گسترش بازار Alice به خدمات حمل‌ونقل شهری است. این هواپیما برای مسیرهای پرتردد کوتاه‌برد، مانند پروازهای داخلی در نیوزیلند یا تحویل بار سریع DHL، ایده‌آل است. سفارش‌های 600 هواپیما با ارزش 5 میلیارد دلار، اعتماد بازار به پتانسیل Alice را نشان می‌دهد.
توسعه هواپیمای برقی Alice با چالش‌هایی مانند آتش‌سوزی باتری در نمونه اولیه در ژانویه 2020 و نیاز به بازطراحی بدنه پس از پرواز 2022 مواجه بود. محدودیت‌های باتری، مانند وزن بالا و برد محدود، همچنان مانع اصلی هستند. تأخیر در گواهینامه FAA تا 2028 نیز به دلیل پیچیدگی‌های تست ایمنی باتری‌هاست. با این حال، Eviation با همکاری شرکای مانند TLG Aerospace و AVL، این مشکلات را مدیریت کرده و با بیش از 400 آزمایش زمینی، داده‌های کافی برای بهینه‌سازی طراحی جمع‌آوری کرده است.
منبع: ابرار صنعتی
