Uusi moottori sähkölentokoneisiin Jari Mäkinen Su, 09/02/2025 - 13:02
ENGINeUS-moottori
ENGINeUS-moottori
Jari Mäkinen

Sähkölentokoneilla on kaksi haastetta: akkutekniikka ja moottori. Akut ovat edelleen varsin painavia suhteessa latauskapasiteettiin, ja ilmailukäyttöön hyväksyttyjä moottoreita on kovin vähän.

Euroopan lentoturvallisuusvirasto (EASA) on myöntänyt sertifikaatin ENGINeUS 100 -moottorille. Kyseessä on ensimmäinen Safran Electrical & Power -yhtiön uusista moottoreista, joita tullaan käyttämään sähkölentokoneissa. 

Moottorin ensimmäinen käyttäjä tulee olemaan Diamond Aircraft eDA40 -koneessaan. Kyseessä on DA40 -konetyypin sähköistetty versio, missä moottorin ja siihen liittyvien systeemien vaihtamisen lisäksi on rungon alle laitettu aerodynaamisesti muotoiltu akkupaketti.

eDA-40 lennossa

Diamond eDA40 koelennolla. Ulkoisesti koneen erottaa polttomoottorilla varustetusta koneesta kookkaasta akkupaketista rungon alapuolella. Kuva: Diamond Aircraft

 

ENGINeUS 100 on ensimmäinen Safran Electrical & Power -yhtiön ENGINeUS-sarjan moottoreista, joita tuottamaan yhtiö on rakentamassa neljä puoliautomatisoitua tuotantolinjaa Niortiin (Ranska) ja Pitstoneen (Iso-Britannia). Niissä valmistetaan yli 1 000 sähkömoottoria vuodessa vuodesta 2026 alkaen. 

Moottoria testattiin laboratorio-olosuhteissa yli 1 500 tuntia ja yli 100 lentotuntia todellisissa olosuhteissa lentokoneella. 

Safranille ja EASAlle kyseessä on tärkeä askel myös siksi, että moottorin sertifioinnin kuluessa on myös määritelty tulevaisuutta varten sähkömoottoreihin sekä niiden systeemeihin liittyvät erityiset lentokelpoisuussäännöt ja suunniteltu menetelmät moottorien arviointiin ja kelpuuttamiseen.

ENGINeUS 100 -sähkömoottori tuottaa maksimissaan 125 kW tehoa, ja sen paino-tehosuhde on 5 kW/kg. Ilmailussa juuri paino-tehosuhte on olennainen.

Moottoripakettiin kuuluu itse sähkömoottorin lisäksi sen virransyöttö- ja ohjausjärjestelmät, jotka on integroitu suoraan moottoriin. Laitteiston muoto ja ilmalla tapahtuva jäähdytys on suunniteltu siten, että sitä voidaan käyttää monissa erilaisissa koneissa ja laitteistolla voidaan myös korvata polttomoottoreita nykyisissä lentokoneissa.

ENGINeUS

Polttomoottoriin verrattuna sähkömoottori on yksinkertainen ja siinä on paljon vähemmän osia. Se on periaatteessa luotettavampi ja vaatii vähemmän huoltoa. Kuva: Safran Electrical & Power

 

Safranin mukaan moottori sopii hyvin ainoaksi moottoriksi pieniin yleisilmailukoneisiin, mutta myös sitä voidaan käyttää suuremmissa ns. hajautetun propulsion lentokoneissa. Euroopassa on useita 19-paikkaisia lentokonehankkeita, joissa on useampi sähkömoottori. 

Ranskalainen Aura Aero on julkistanut käyttävänsä Safranin moottoreita ERA-lähiliikennekoneessaan. Ruotsalainen Heart Aerospace puolestaan ei ole kertonut X1-koekoneessaan käyttämäänsä ja myöhemmässä ES-30-koneessaan olevaa moottoria.

Myös Bye Aerospace, CAE, Electra, TCab Tech ja VoltAero käyttävät koneissaan Safranin uutta moottoria.

ENGINeUS -moottoriperheen myöhemmät versiot voisivat sopia myös tuleviin suurempiin, jopa noin 150-paikkaisiin sähkölentokoneisiin.

Tähän saakka ainoa sähkölentokone markkinoilla on ollut Pipistrel Velis Electro, missä käytetään yhtiön omaa moottoria. Kone ja sen moottori saivat lentokelpoisuustodistuksen toukokuussa 2020. Kävimme koelentämässä koneen vuonna 2021 ja siitä on Tiedetuubissa video.

Siinä missä Velisissä on kaksi paikaa, on eDA40:ssa neljä. Se on Pipistreliin verrattuna suurempi ja pystyy lentämään pitemmälle tai kauemmin. Velis Electron moottoriteho on 57 kW ja eDA40:n ENGINeUS 100 -sähkömoottorin 125 kW. Pipistrelin akkukapasiteetti on 20 kWh, Diamond ei ole ilmoittanut lukua. Kummankin koneen tyypillinen latausaika on noin tunnin.

Pipistrel Velis Electro

Pipistrel Velis Electro latauksessa. Kuva: Jari Mäkinen

Koelento: Pipistrel Velis Electro -sähkölentokone

Koelento: Pipistrel Velis Electro -sähkölentokone

Pipistrel Velis Electro on ensimmäinen hyväksytty ja tuosta noin vain ostettavissa oleva sähkölentokone. Kävimme koelentämässä sen.

Jari Mäkinen
23.10.2023

Pienkoneella lentäminen on ylensä meluisaa, tärisevää ja polttoainetta kovasti kuluttavaa. Sähkölentäminen ei ole. 

Pääsin koelentämään Pipistrel Velis Electron marraskuussa 2021 yhtiön tehtailla Goriziassa, Italiassa, yhdessä Pipistrelin koelentäjä Martin Vadnun kanssa. 

Tein juttua koneesta Tekniikan maailmalle, ja tämä video on tehty alun perin TM:ssa julkaistavaksi. Tässä Tiedetuubissa julkaistavassa versiossa on tekstitys suomeksi ja englanniksi.

Voit kuunnella myös laajemman jutun aiheesta Yle Areenassa: Tulevaisuudessa lentäminen on päästötöntä, hiljaista ja halpaa.

Koelennon lopputulema: jos minulla olisi rahaa, ostaisin Velis Electron saman tien!

Sähkölento Kanaalin yli - Airbus E-Fan teki historiaa

E-Fan nousee lentoon
E-Fan nousee lentoon
Jari Mäkinen

Lento yli Englannin kanaalin on nyt tehty myös sähkölentokoneella. Airbusin E-Fan taittoi tänään Didier Esteynen ohjaamana 37 kilometriä pitkän matkan Lyddistä Englannin puolelta kaakkoon Calais'n lentokentälle noin 37 minuutissa.

Airbus olikin tehnyt lennosta korkeaprofiilisen PR-tempauksen, sillä hyvässä säässä leppoisasti lennellen koneella ei ollut minkäänlaisia vaikeuksia hypätä Kanaalin yli ja sen akuissa oli runsaasti sähköä jäljellä lennon jälkeen.

Lento sai kuitenkin yllättävän käänteen, kun ranskalainen pilotti Hugues Duval ennätti lentämään matkan jo edellisenä iltana pienellä sahkököyttöisellä MC15E Cri-Cri -koneella.

Lennosta kertoi mm. The Telegraph. Lento ei nähtävästi ylettynytkään yli Kanaalin, vaan kone palasi pian takaisin. 

Airbus oli lopulta siis ensimmäinen, mutta ei ilman lisädraamaa: slovenialainen lentokoneenvalmistaja Pipistrel oli aikeissa tehdä Kanaalilennon jo aiemmin samalla viikolla, mutta Airbusin kanssa E-Fan -hankkeessa mukana moottorivalmistajana oleva Siemens esti kuitenkin lennon erittäin epäurheilijamaisella tavalla kieltämällä moottorinsa käytön Pipistreliltä. Kerroimme tästä edellisessä jutussamme tästä aiheesta.

Kanaalilento onkin kiinnostava lähinnä historiallisessa mielessä, sillä ensimmäisen kerran yli Kanaalin lennettiin 25. heinäkuuta 1909. Louis Blériot'n lento Blériot XI -koneella oli oikeasti vaarallinen ja rohkea, ja viitoitti tietä ilmailun tulevaisuuteen. Nyt sähkölento oli lähinnä näytösluontoinen.

Sähköllä toimivat lentokoneet ovat tulossa, ja muutamat valmistajat ovat tekemässä ja jo markkinoimassa sähkökoneitaan. Airbusin tytäryhtiö Voltair on aloittamassa E-Fanin pohjalta tehdyn kaksipaikkaisen koneen sarjatuotannon vuonna 2017 ja sitä seuraa suurempi nelipaikkainen versio vuonna 2019.  

Ensimmäisenä toimituksiin ennättänee kuitenkin Pipistrel, mutta sen koneet ovat pienempiä ja kevyempiä kuin Airbusin suunnittelemat.

Kanaalin ylilento sähköllä lähestyy – konevalmistajat sotajalalla

Bleriot'n vanha kone ja uusi E-fan kuvakoosteessa
Bleriot'n vanha kone ja uusi E-fan kuvakoosteessa
Jari Mäkinen

Airbus-konsortion kehittämä sähkölentokone E-Fan on tehnyt jo yli sata lentoa ja valmistautuu parhaillaan historiallisesti jännittävään näytökseen: lentämään Englannin kanaalin ylitse. 

Lento tapahtuu (säiden suosiessa) 10. heinäkuuta, jolloin E-Fan nousee Britannian puolelta Lyddistä noin kello 11.15 Suomen aikaa lentoon ja saapuu noin 45 minuutin lennon jälkeen Ranskaan Calais'n lentoasemalle. Matkaa kertyy noin 37 kilometriä.

Kanaalin ylilento on luonnollisesti historiallisesti merkittävä tapaus, sillä sen jälkeen kun Louis Blériot ylitti Kanaalin lentäen ensimmäisenä 25. heinäkuuta 1909 Blériot XI -koneellaan, ovat kaikki erilaiset lentolaitteet esitelleet kykyjään juuri lentämällä Kanaalin yli. Ja nyt on vuorossa sähkölentokone.

Samaan aikaan kun Solar Impulse 2 -sähkölentokone on lentänyt Tyynen valtameren ylitse, voi helposti ajatella, että Kanaalin ylitys ei olisi mikään ongelma sähkövoimalla. Se ei olisikaan Solar Impulse -erikoiskoneelle, joka on tehty juuri pitkänmatkanlentoon ja joka voi ladata akkujaan lennon aikana, mutta periaatteessa "normaaliksi" lentokoneeksi suunnitellulle E-Fanille se on suuri askel. Koneen toiminta-aika on normaalilennossa vain vähän päälle lennon pituus, eikä se voi ladata akkujaan matkalla. 

Koska koneesta on jo paljon kokemuksia ja koska sääolot matkalla tunnetaan hyvin, ei lennolla tule todennäköisesti olemaan yllätyksiä. Lisäksi koneen huippunopeus mahdollistaisi Kanaalin ylilennon lähes varttitunnissa, joten ongelmatapauksessa E-fan voisi hurauttaa perille varsin nopeasti ja turvallisesti. 

Kanaalissa ei ole kutenkaan varalaskupaikkoja, joten ongelmatapauksissa pitää lentäjän joko pystyä liitämään perille tai osata kääntyä ajoissa takaisin. 

Lentoa voi seurata perjantaina suorana netissä osoitteessa wemakeitfly.airbusgroup.com.

Piirroksesta huomaa hyvin, kuinka Blériot XI ja E-Fan ovat varsin samankokoisia koneita, mutta vuosisadassa tekniikka on mennyt hieman eteenpäin. Blériot'n kolmisylinterisessä Anzani-moottorissa oli 25 hevosvoimaa (16 kW), kun E-Fanin kahdesta sähkömoottorista saa 60 kW:n tehon.

Uusi kone on rakenteeltaan hiilikuitua, kun Blériot oli puuta ja kangasta. Blériot XI:n massa oli 230 kg tyhjänä, E-fanin 500 kg. Myös nopeudessa on pieni ero: 75 km/h vastaan 220 km/h. Kanaalia ylitettäessä E-Fan ei lennä kuitenkaan noin nopeasti, vaan tyytyy noin sataan kilometriin tunnissa. 

Kilpailija Pipistrelin yritys sabotoitu

Ikävän lisämausteen Airbusin kanaalilentoon tuo se, että slovenialaisen Pipistrel -lentokoneenvalmistaja oli valmistellut samanlaista lentoa omalla sähkökäyttöisellä Alpha Electro -koneellaan, mutta se jouduttiin perumaan varsin omalaatuisella tavalla.

Slovenialaiskoneessa on – tai oli – saksalaisen Siemensin valmistama sähkömoottori, jonka kanssa kone on tehnyt runsaasti koelentoja ja jonka sarjatuotantoa jo suunniteltiin. Kone on suora kilpailija E-Fanin pohjalta kehitettävälle E-Fan 2.0 -koneelle, jonka tuotanto suunnitellaan aloitettavan vuonna 2017. Pipistrel puolestaan voisi toimittaa koneita hyvinkin pian ja niitä voi tilata jo nyt, kuten yhtiö kertoo tuoreessa tiedotteessaan.

Tiedotteessa kerrotaan myös, että Pipistrel on valmistautunut lentoon Kanaalin yli lokakuusta alkaen ja että lennon oli tarkoitus tapahtua eilen. Siitä ei kuitenkaan tullut mitään, koska Siemens kielsi yllättäen moottorin käytön veden yllä tapahtuvilla lennoilla ja uhkasi yhtiötä lakitoimilla, mikäli lentoa yritettäisiin tällä moottorilla, jota ei ole "testattu eikä hyväksytty lentoon veden päällä".

Kuten Pipistrel toteaa, ei tällaista kieltoa ole esitetty aiemmin, eikä Siemensin ohjeissa ole mainittu erikseen lennoista veden päällä mitään. Veden päällä lentäminen ei siis ollut aikaisemmin mikään ongelma. Onkin todennäköistä, että näin – Airbusin kanssa yhteistyössä oleva – Siemens on halunnut vain estää Pipistrelin lennon, jotta kaikki huomio keskittyisi Airbusin E-Fanin lentoon.

Siemens vaati koekäytössä ollutta moottoria takaisin voidakseen "varmistaa, ettei sitä käytetä turvamääräysten vastaisesti", joten Pipistrel joutui peruuttamaan paitsi näytöslennon, niin myös keskeyttämään koelennot. 

Pipistrel Alpha Electro perustuu yhtiön suosittuun Alpha-koulukoneeseen, ja sen hinta on vain kolmasosa siitä, mitä Airbus suunnittelee E-Fanin tuotantokoneelle. Kummatkin koneet ovat kaksipaikkaisia.

Slovenialaisyhtiö esitteli itse asiassa sähkökoneensa ensimmäisenä, se on tehnyt myös nelipaikkaisen sähkökoneen ja on tuonut ne ensimmäisenä markkinoille. Sen tarkoituksena oli toimittaa koneita Siemensin moottoreilla varustettuina, mutta tämän episodin jälkeen on todennäköistä, että yhtiö joutuu etsimään uuden moottorivalmistajan. 

Siemens on lentokonesähkömoottorien kehityksessä pitkällä, ja se testaa parhaillaan tekniikkaa Airbusin kanssa mm. Diamond DA40 -koekoneella. Diamond on ilmoittanut tuovansa myös sähkökoneet markkinoille ja se kehittää mm. DA36 E-Star -hybridikonetta.

Juttuun on tehty korjaus 8.7.: Pipistrel mainittiin alkuperäisessä jutussa tsekkiläiseksi, vaikka se on slovenialainen.
Tilaa aihepiirin Pipistrel RSS-syöte