هواپیمای آلیس نخستین هواپیمای مسافری تمامبرقی تجاری جهان است که برای پروازهای منطقهای کوتاه طراحی شده است. این هواپیما توسط شرکت اوییشن ساخته شده و قابلیت حمل نه مسافر به همراه دو خلبان را دارد. آلیس با نیروی الکتریکی کار میکند و انتشار مستقیم آلاینده ندارد، که آن را به گزینهای مناسب برای حملونقل هوایی پاک تبدیل کرده است.
نمونه اولیه این هواپیما در سپتامبر ۲۰۲۲ نخستین پرواز خود را انجام داد و تنها پرواز ثبتشده آن هشت دقیقه طول کشید. پس از آن، شرکت طراحی را بهروزرسانی کرد و برد را از حدود ۸۱۵ کیلومتر اولیه به حدود ۴۶۳ کیلومتر کاهش داد تا واقعبینانهتر باشد. آلیس عمدتاً از مواد کامپوزیتی ساخته شده و بیش از ۹۵ درصد بدنه آن کامپوزیت است که وزن را کم میکند و کارایی را افزایش میدهد. این هواپیما برای بازارهای مسافری و باری منطقهای هدفگذاری شده و همانند هواپیما سسنا سفارشهای زیادی از شرکتهای هوایی دریافت کرده است. با وجود چالشهای توسعه، آلیس نمادی از گذار صنعت هوایی به سمت نیروی الکتریکی است.
هواپیمای برقی Alice چیست؟
هواپیمای برقی آلیس یک هواپیمای مسافربری تمامبرقی است که توسط شرکت آمریکایی Eviation Aircraft طراحی و توسعه داده شده است. هواپیما آلیس از ابتدا بر پایه پیشرانه الکتریکی و باتری ساخته شده و پروژه «برقیسازی» یک مدل قدیمی نیست؛ همین موضوع باعث شده طراحی آن سبک، یکپارچه و مطابق با الزامات پرواز الکتریکی باشد. اولین پرواز آزمایشی Alice در ۲۷ سپتامبر ۲۰۲۲ انجام شد و این رویداد بهعنوان یکی از نقاط مهم در مسیر توسعه هوانوردی کمانتشار شناخته میشود.
Alice برای حمل ۹ مسافر بههمراه ۲ نفر خدمه پروازی طراحی شده و بدنه آن بیش از ۹۵ درصد از مواد کامپوزیتی ساخته شده است تا وزن کاهش یابد و بهرهوری افزایش پیدا کند. این هواپیمای برقی از دو موتور الکتریکی magniX استفاده میکند و دارای آرایش دم T-tail است. هدف اصلی از این طراحی، دستیابی به پرواز بدون انتشار آلایندههای مستقیم و کاهش چشمگیر هزینههای عملیاتی نسبت به هواپیماهای منطقهای با موتور سوخت فسیلی است.
طبق برنامهریزی شرکت سازنده، هواپیمای الکتریکی Alice برای پروازهای کوتاهبرد منطقهای توسعه داده شده و قرار است اواخر دهه ۲۰۲۰ وارد بهرهبرداری تجاری شود. مسیرهای کوتاه، فرودگاههای محلی و مناطق حساس به آلودگی صوتی، مهمترین بازار هدف این هواپیما هستند. با این حال، پروژه Alice در طول توسعه با تغییرات طراحی و تأخیر در فرآیندهای گواهینامه روبهرو بوده و هنوز وارد سرویس تجاری گسترده نشده است.
معرفی شرکت سازنده Eviation
شرکت اوییشن در سال ۲۰۱۵ در اسرائیل تاسیس شد و بعداً مقر اصلی آن به ایالت واشنگتن ایالات متحده منتقل گردید. بنیانگذاران آن عمر بار-یوهای و دیگران بودند که تجربهای در فناوریهای نوین داشتند. شرکت بر ساخت هواپیماهای تمامبرقی تمرکز دارد و آلیس نخستین محصول اصلی آن است. اوییشن با شرکای کلیدی مانند مگنیایکس برای موتورها، هانیول برای سیستمهای پروازی و جیکیان برای بالها همکاری میکند. این شرکت سرمایههای کلانی جذب کرده و سفارشهایی به ارزش میلیاردها دلار دارد. در سالهای اخیر، تغییراتی در مدیریت و طراحی رخ داد و در ۲۰۲۴ بررسی طراحی مفهومی را تکمیل کرد.
فلسفه طراحی هواپیمای تمامبرقی
فلسفه طراحی هواپیمای آلیس بر پایه ساخت هواپیمایی از پایه برای نیروی الکتریکی استوار است، نه تبدیل هواپیماهای موجود. این رویکرد اجازه میدهد سیستم پیشرانش، باتری و آیرودینامیک بهینه شوند تا کارایی حداکثری حاصل گردد. هدف اصلی کاهش هزینههای عملیاتی، حذف انتشار آلاینده و کاهش صدا است.
طراحی از ابتدا برای الکتریکی بودن، وزن باتریها را مدیریت میکند و سیستمهای اضافی سنتی را حذف مینماید. هواپیمای برقی آلیس با سیستم پرواز با سیم کار میکند که کنترل دقیقتر و ایمنی بیشتر فراهم میآورد. فلسفه شرکت بر پایداری اقتصادی و عملی تمرکز دارد، به طوری که هزینه هر ساعت پرواز بسیار کمتر از هواپیماهای توربوپراپ باشد. طراحی هواپیمای برقی آلیس امکان پروازهای نقطه به نقطه را بدون نیاز به فرودگاههای بزرگ فراهم میکند و دسترسی به مناطق دورافتاده را افزایش میدهد.
ساختار کلی بدنه و طراحی آیرودینامیک
بدنه هواپیمای آلیس عمدتاً از مواد کامپوزیتی ساخته شده که بیش از ۹۵ درصد ساختار را تشکیل میدهد. این مواد وزن کلی را به طور قابل توجهی کاهش میدهند و مقاومت بالایی در برابر فشارهای پروازی فراهم میکنند. طراحی اولیه بدنه بیضوی بود تا جریان هوا بهینه شود، اما در بهروزرسانی سال ۲۰۲۴، بدنه به شکل لولهای با مقطع ثابت تغییر یافت تا فرآیند ساخت سادهتر و هزینهها پایینتر آید.
بالها بزرگ با وینگلتهای برجسته طراحی شدهاند که مقاومت القایی را کم میکنند و کارایی آیرودینامیکی را افزایش میدهند. دم تیشکل پایداری عرضی و طولی خوبی ایجاد میکند و پروانهها در عقب بدنه قرار گرفتهاند تا جریان هوا بر روی بدنه بهبود یابد و نیروی پیشران بیشتری تولید شود. تستهای تونل باد در موسسه کرستن سیاتل انجام شد و نتایج آن رفتار آیرودینامیکی را در شرایط مختلف تایید کرد. طراحی اجازه میدهد هواپیما در ارتفاعهای متوسط کارایی بالایی داشته باشد و مصرف انرژی را به حداقل برساند. باتریها نیز به عنوان بخشی از ساختار بدنه عمل میکنند تا تعادل وزن حفظ شود و مرکز جرم بهینه بماند.
وزن خالص هواپیما حدود ۶۳۵۰ کیلوگرم است و حداکثر وزن برخاست آن کنترلشده طراحی شده تا با محدودیتهای باتری سازگار باشد. این ساختار کامپوزیتی نه تنها وزن را کم میکند، بلکه تعمیر و نگهداری را آسانتر میسازد و عمر مفید بدنه را افزایش میدهد.
موتورهای الکتریکی مورد استفاده در هواپیمای آلیس
هواپیمای برقی آلیس از دو موتور الکتریکی magni650 شرکت magniX بهره میبرد. هر موتور حدود ۶۴۰ کیلووات قدرت تولید میکند و پروانههای عقبی را میچرخاند. این موتورها آزمایشهای گسترده زمینی و پروازی را پشت سر گذاشتهاند و قابل اعتماد شناخته میشوند. در طراحی اولیه، گزینههای دیگری مانند موتورهای زیمنس بررسی شد، اما magni650 به دلیل کارایی بالا و ادغام بهتر انتخاب نهایی گردید. موتورها با سرعت چرخش حدود ۱۹۰۰ دور در دقیقه کار میکنند و سیستم خنککننده یکپارچه دارند تا در پروازهای طولانی گرما مدیریت شود.
موتورها تنها سیستم پیشران الکتریکی در این مقیاس هستند که پرواز واقعی انجام دادهاند و مسیر گواهینامه اداره هوانوردی فدرال را طی میکنند. نگهداری آنها بسیار کمتر از موتورهای احتراقی است و هزینه عملیاتی را تا ۹۰ درصد کاهش میدهد.
سیستم پیشرانش توزیعشده (Distributed Propulsion)
در طراحی اولیه آلیس، سیستم پیشرانش توزیعشده استفاده شد که شامل پروانههای نوک بال و عقب بود. این سیستم مقاومت هوا را کاهش میدهد، افزونگی ایمنی ایجاد میکند و کارایی کلی را بالا میبرد، زیرا جریان هوا بر روی بالها بهبود مییابد. با این حال، در نسخه تولید، سیستم به دو پروانه عقبی سادهتر تغییر کرد تا پیچیدگی ساخت کاهش یابد و گواهینامه سریعتر حاصل شود. اصول پیشرانش توزیعشده همچنان در کنترل دقیق نیروی پیشران و توزیع وزن تاثیرگذار است. سیستم اجازه میدهد در شرایط اضطراری، هواپیما با یک موتور پایداری خود را حفظ کند و ایمنی پرواز افزایش یابد.
باتریهای هواپیمای برقی آلیس از نوع لیتیوم-یون با ظرفیت حدود ۸۲۰ کیلوواتساعت هستند. وزن این باتریها نزدیک به ۳۷۰۰ کیلوگرم است و از سلولهای استاندارد موجود در بازار استفاده میشود تا وابستگی به فناوریهای آینده کاهش یابد. سیستم مدیریت باتری پیشرفته دما، شارژ و ایمنی را کنترل میکند و حفاظت در برابر گرمای بیش از حد و آتشسوزی دارد. باتریها بیش از ۱۰۰۰ چرخه شارژ دوام میآورند که معادل هزاران ساعت پرواز است. شارژ کامل در حدود ۳۰ تا ۹۰ دقیقه انجام میشود و طراحی باتری قابل ارتقا است تا با پیشرفت فناوری، ظرفیت افزایش یابد.
برد پروازی و مدت زمان پرواز هواپیمای برقی آلیس
برد پروازی آلیس در نسخه فعلی حدود ۴۶۳ کیلومتر (۲۵۰ مایل دریایی) است که پس از پرواز آزمایشی اولیه از ۸۱۵ کیلومتر کاهش یافت تا واقعبینانهتر باشد. مدت زمان پرواز حداکثر تا دو ساعت است، با ذخیره ۳۰ دقیقه اضافی. برد برای پروازهای منطقهای کوتاه مناسب است و مسیرهای رفت و برگشتی را پوشش میدهد. با بهبود باتریها در آینده، برد افزایش خواهد یافت. سرعت کروز آلیس حدود ۴۸۰ کیلومتر بر ساعت (۲۶۰ گره) است. حداکثر سرعت بالاتر و سقف پروازی تا ۳۲۰۰۰ پا میرسد. نسخه مسافری اصلی آلیس نه مسافر به همراه دو خلبان حمل میکند. کابین وسیع با صندلیهای راحت و پنجرههای بزرگ پانورامیک است. نسخه اجرایی با شش صندلی لوکس، گالی و امکانات بیشتر ارائه میشود.
نخستین پرواز آلیس در ۲۷ سپتامبر ۲۰۲۲ از فرودگاه گرانت کانتی اینترنشنال در موزس لیک واشنگتن انجام شد. پرواز هشت دقیقه طول کشید و به ارتفاع ۳۵۰۰ پا رسید. این پرواز نقطه عطفی در تاریخ هوانوردی الکتریکی بود و قابلیتهای عملی هواپیما را نشان داد.
