הסבת מטוסים לחשמל

בחצר האחורית של קמפוס ההדרכה הגדול של CAE במונטריאול מתרחש אחד הניסויים המסקרנים בעולם התעופה הקלה: פרויקט להסבת מטוסי הדרכה מדגם פייפר ארצ'ר (Piper Archer) להנעה חשמלית מלאה. החברה, המזוהה בעיקר עם ייצור סימולטורים לטיסה, מפתחת מאז 2022 ערכת הסבה מוסמכת שתאפשר להחליף מנוע בוכנה מסורתי במערכת הנעה מבוססת סוללות.

הגישה למעבדה עצמה אינה קלה. הדרך אליה עוברת בין קומות משרדים, יציאות חירום ומדרגות חשופות, ובסיומה נחשפים מספר מטוסי ארצ'ר מפורקים חלקית, כנפיים וגופי מטוס, מיתקני בדיקה, מנוע חשמלי, מדפי סוללות ליתיום־יון ומערכות אוויוניקה בפיתוח. צוות של מהנדסים עובד במקום על התאמות מבניות, חשמליות ותרמיות הנדרשות להסבה.

CAE מפעילה עשרות מטוסי ארצ'ר באקדמיות הטיסה שלה ברחבי העולם, בעיקר באריזונה, ורואה בהסבה החשמלית דרך להפחתת פליטות פחמן ולהורדת עלויות תפעול. בד בבד החברה מתכננת לשווק את ערכת ההסבה לשוק החופשי. הפרויקט נמצא בשלב תכנון מפורט לאחר שעבר את סקירת התכנון הראשונית, והיעד הקרוב הוא הצגת מטוס ניסוי ראשון לטיסות בדיקה.

במסגרת ההסבה מפרקים מנוע בעירה עם המערכות הנלוות, ובמקומם מותקנים מנוע חשמלי, מדחף חדש ומעטפת מותאמת. חלק מהסוללות משולבות בכנפיים לאחר חיזוק מבני, וחלק נוסף מותקן מאחורי מושבי הטייסים, במקום המושבים האחוריים. הפתרון נועד לשמור על איזון משקל דומה למקור ולהותיר את מאפייני הטיסה קרובים ככל האפשר לאלו של המטוס המקורי.

לצורכי הניסוי משמש מנוע חשמלי מדגם אינג'ניום (Ingenium) של ספרן (Safran), שנבחן במיתקני בדיקה המדמים תנאי טיסה, כולל בדיקות זרימת אוויר, הפרשי לחץ וקירור. בדיקות נוספות בוצעו בשיתוף עם ועדת המחקר הלאומית של קנדה, שסייעה לאפיין את מערכות המדידה. בד בבד נבחנת מערכת חשמלית מלאה הכוללת סוללות המסופקות על ידי H55, מערכות חלוקת מתח וממירי DC/DC.

אחד האתגרים המרכזיים בפרויקט נוגע לרגולציה. תקנות התעופה הקיימות נכתבו לדלקים נוזליים ולמנועי בעירה, ולא למערכות סוללות, ניהול תרמי ותרחישי בריחה תרמית. חלק מדרישות ההסמכה אינן סופיות עדיין, וכל שינוי רגולטורי קטן עלול להשפיע על תכנון המערכת כולה. לכך מתווסף אתגר שרשרת האספקה, שכן רכיבי הנעה חשמלית לתעופה עדיין אינם מיוצרים בהיקפים תעשייתיים, וחלקם זמינים רק כפתרונות ניסיוניים.

לצד חוסר הוודאות, לפרויקט יתרון ברור: פייפר ארצ'ר הוא מטוס ותיק עם מוניטין בטיחות מוכח, וההסבה נועדה לשמר את אופי הטיסה המקורי. כמעט כל יוזמות החשמול בתחום התעופה הקלה מתבססות כיום על הסבה של פלטפורמות קיימות ולא על פיתוח מטוס חדש מאפס, ו־CAE פועלת במסלול דומה.

הטווח הסופי של הגרסה החשמלית טרם פורסם. הוא תלוי במשקל הסופי ובדרישות הרגולציה. גם לאחר כניסתו לשירות, המטוס לא צפוי לכסות את כל שלבי ההכשרה, בדומה לכלים חשמליים אחרים הקיימים כיום. עם זאת ב־CAE מעריכים כי ארצ'ר חשמלי יוכל ללוות טייסים בשלבים מתקדמים יותר של ההכשרה בהשוואה לפתרונות קיימים.

לפרטים נוספים