هواپیمای Helios Horizon نخستین پرواز سرنشین‌دار جهان را با باتری حالت جامد انجام داد و گامی مهم به سوی آینده هوانوردی برقی برداشت.
به گزارش سرویس هواپیمای تکناک، این پرواز آزمایشی در فرودگاه Zephyrhills Municipal واقع در ایالت فلوریدا آمریکا انجام شد و هرچند از نظر مدت زمان و مسافت پرواز چندان طولانی نبود، اما اهمیت آن فراتر از رکوردهای متداول هوانوردی ارزیابی می‌شود.
هدایت این هواپیمای بال‌ثابت را میگل ایتورمندی، خلبان آزمایشی و بنیان‌گذار پروژه Helios Horizon بر عهده داشت. هدف اصلی این آزمایش بررسی عملکرد سامانه جدید باتری، ارزیابی توزیع وزن و تأیید تعادل هواپیما پس از نصب مجموعه باتری‌های حالت جامد بود. به همین دلیل پرواز در چند مرحله کوتاه انجام شد، اما همین آزمایش محدود نیز کافی بود تا یک رکورد تاریخی جدید در حوزه هوانوردی برقی به ثبت برسد.
کارشناسان صنعت هوانوردی سال‌ها است که توسعه هواپیماهای برقی را به دلیل محدودیت باتری‌ها با چالش جدی مواجه می‌دانند. در حالی که خودروهای برقی توانسته‌اند جایگاه قابل توجهی در بازار حمل‌ونقل به دست آورند، هواپیماها به دلیل نیاز به ذخیره حجم زیادی از انرژی در وزن محدود، همچنان به فناوری‌های پیشرفته‌تر نیاز دارند. مهم‌ترین مانع در این مسیر، چگالی انرژی پایین باتری‌های لیتیوم-یونی متداول بوده است.
مرتبط: روسیه ساخت هواپیمای مسافربری مافوق صوت جدید را آغاز کرد
باتری‌های لیتیوم-یونی از الکترولیت مایع برای انتقال بار الکتریکی میان الکترودها استفاده می‌کنند. اگرچه این ساختار در خودروهای برقی و تجهیزات الکترونیکی عملکرد مناسبی دارد، اما برای پروازهای طولانی و تجاری محدودیت‌های زیادی ایجاد می‌کند. در مقابل، باتری‌های حالت جامد با جایگزینی الکترولیت مایع توسط مواد جامد، امکان ذخیره انرژی بیشتر را در وزن مشابه فراهم می‌کنند. همچنین این فناوری مقاومت بیشتری در برابر ضربه، سوراخ‌شدگی و افزایش دما دارد و خطر آتش‌سوزی را به شکل محسوسی کاهش می‌دهد.
بر اساس اطلاعات منتشرشده از سوی تیم توسعه‌دهنده، بسته باتری قبلی Helios Horizon دارای چگالی انرژی ۲۶۰ وات‌ساعت بر کیلوگرم بود. پس از نصب سلول‌های حالت جامد جدید، این عدد به ۴۱۰ وات‌ساعت بر کیلوگرم افزایش یافته است. این بهبود حدود ۶۰ درصدی می‌تواند تأثیر چشمگیری بر برد پروازی و کارایی هواپیماهای برقی آینده داشته باشد.
میگل ایتورمندی معتقد است که فناوری مورد استفاده در این پروژه هنوز در ابتدای مسیر توسعه قرار دارد. او پیش‌بینی کرده است که چگالی انرژی این باتری‌ها طی دو سال آینده حدود ۴۰ درصد دیگر افزایش پیدا کند. تحقق چنین هدفی می‌تواند صنعت هوانوردی برقی را به مرحله‌ای برساند که انجام پروازهای تجاری با انرژی الکتریکی به گزینه‌ای عملی تبدیل شود.
مرتبط: تجهیز ۵۰۰ هواپیمای آمریکن ایرلاینز به اینترنت ماهواره‌ای
یکی از ویژگی‌های قابل توجه Helios Horizon امکان شارژ باتری از طریق پریزهای برق AC معمولی است. این هواپیما برای شارژ به زیرساخت اختصاصی نیاز ندارد و کاربران می‌توانند آن را در مکان‌های مختلف شارژ کنند. علاوه بر این، سامانه شارژ سریع هواپیما قادر است ظرفیت باتری را در کمتر از ۱۵ دقیقه به ۸۰ درصد برساند.
تیم سازنده برای افزایش بهره‌وری انرژی به باتری‌ها اکتفا نکرده است. پنل‌های خورشیدی نصب‌شده روی بال‌ها بخشی از انرژی مورد نیاز را در طول پرواز تأمین می‌کنند. همچنین سامانه بازیابی انرژی هنگام گلاید و کاهش ارتفاع، ملخ هواپیما را به یک توربین بادی تبدیل می‌کند و بخشی از انرژی مصرف‌شده را دوباره به باتری بازمی‌گرداند. این فناوری می‌تواند برد پروازی هواپیما را به شکل محسوسی افزایش دهد.
هواپیمای Helios Horizon در اصل بر پایه گلایدر موتوردار Pipistrel Taurus توسعه یافته است. مهندسان این پروژه سامانه مدیریت باتری اختصاصی، مجموعه پیشرانه سفارشی، کنترل‌های ترمودینامیکی پیشرفته و بال‌های مجهز به پنل خورشیدی را به آن اضافه کرده‌اند. این هواپیما پیش‌تر نیز رکورد ارتفاع پرواز هواپیماهای برقی در کلاس وزنی خود را با رسیدن به ارتفاع ۲۴ هزار فوت معادل ۷۳۱۵ متر ثبت کرده بود.
مرتبط: ساخت بزرگ‌ترین هواپیمای مسافربری بال یک‌پارچه جهان + ویدیو
اکنون تیم توسعه‌دهنده هدف بلندپروازانه‌تری را دنبال می‌کند. برنامه بعدی این پروژه رسیدن به ارتفاع ۴۰ هزار فوت معادل ۱۲ هزار و ۱۹۲ متر تا پایان سال ۲۰۲۶ است. این ارتفاع تقریباً با سطح پرواز بسیاری از هواپیماهای تجاری برابری می‌کند و می‌تواند توانایی فناوری جدید را در شرایط عملیاتی واقعی به نمایش بگذارد.
اگرچه شرکت‌های مختلفی در سراسر جهان روی باتری‌های حالت جامد برای هوانوردی کار می‌کنند، اما بیشتر پروژه‌ها هنوز در مرحله نمونه‌های آزمایشی قرار دارند. به همین دلیل بسیاری از کارشناسان، پرواز اخیر هواپیمای برقی Helios Horizon را نخستین گام واقعی برای ورود باتری‌های حالت جامد به صنعت هوانوردی سرنشین‌دار می‌دانند. در صورتی که روند پیشرفت این فناوری ادامه پیدا کند، پرواز تاریخی ماه ژوئن ۲۰۲۶ می‌تواند نقطه آغاز تحول بزرگی در آینده حمل‌ونقل هوایی جهان باشد.
