Un aereo elettrico è un aereo alimentato da uno o più motori elettrici , alimentato da batterie , pannelli solari o celle a combustibile .
Fino al 2010, gli aeroplani a batteria erano per lo più prototipi, droni o modelli in scala. La loro produzione di massa non è possibile a causa delle loro modeste prestazioni e della concorrenza di vecchie tecnologie non elettriche che sono più efficienti e adatte al trasporto aereo , la densità energetica dell'accumulo elettrico rimane troppo bassa in questa fase.
Il prototipo Solar Impulse 2 dello svizzero Bertrand Piccard , alimentato dalla propria produzione di energia elettrica da pannelli solari, è riuscito nel 2015-2016 con la storica impresa, per un aereo elettrico, di fare il giro del mondo .
Nel 2017 si è riacceso l'interesse per l'aereo di linea elettrico, manifestato dagli annunci di Airbus ed EasyJet della realizzazione di voli commerciali a corto raggio entro il 2027. Tale interesse è confermato nel 2020, da vari governi tra cui quello francese, come asse di rilancio il settore aeronautico per tenere conto delle questioni climatiche.
Nel 1883, Gaston Tissandier e suo fratello Albert controllano un pallone usando un motore elettrico.
La Francia di Charles Renard e Arthur Constantin Krebs è il primo dirigibile completamente controllabile a propulsione elettrica. Ha fatto il suo primo volo su9 agosto 1884.
Durante la prima guerra mondiale , in Austria-Ungheria un elicottero elettrico costruito da Petróczy, Kármán e Žurovec fece il suo primo volo. Il PKZ-1 ha un motore da 195 kg , con 6000 giri al minuto e una potenza di 140 kW , alimentato da terra da un cavo elettrico. Il suo obiettivo è superare le debolezze dei palloni di osservazione , tuttavia il motore non era abbastanza potente e ha preso fuoco dopo pochi voli.
Dagli anni '60, gli oggetti più pesanti dell'aria volano utilizzando motori elettrici. Sono principalmente modelli telecomandati. È il30 giugno 1957che il colonnello britannico HJ Taplin pilota il primo aereo radiocomandato. La sua Radio Queen utilizza un motore a magneti permanenti e una batteria Zinco-Argento .
Gli alianti con motore booster sono chiamati alianti e possono avere un motore elettrico, come Lange Antares 20E . Nel 1973, Fred Militky e Heino Brditschka trasformarono un aliante a motore Brditschka HB-3 in un aereo elettrico chiamato Militky MB-E1. È il primo aereo elettrico ad accettare una persona a bordo. Heino vola per 14 minuti.
Il 4 novembre 1974, l' AstroFlight Sunrise (it) fa il suo primo volo. È un prototipo senza pilota che utilizza pannelli solari per alimentare il motore.
Il 29 aprile 1979, il Mauro Solar Riser compie il suo primo volo. Si tratta di un aereo pilota a energia solare con batterie NiCd. Tre ore di ricarica a terra gli danno un'autonomia di 10 minuti in volo.
Il 23 dicembre 2007, l'Electra è il primo aereo elettrico a percorrere 50 chilometri.
Il primo attraversamento del canale viene effettuato su 10 luglio 2015di Hubert Latham a bordo dell'aereo Airbus E-fan .
Il progetto Solar Impulse sta dimostrando un aeroplano solare senza alimentazione esterna di carburante, funzionante con motori elettrici. Nel 2016 si è svolto un giro del mondo di 40.000 km in cui due piloti si alternano alla guida del velivolo.
L' elicottero elettrico Aquinéa Volta ha effettuato i suoi primi voli nel febbraio 2016. Ha un'autonomia di 15 minuti fornita da una batteria da 150 kg .
Il 10 giugno 2020, per la prima volta, un aereo elettrico è certificato da un'autorità, l' Agenzia europea per la sicurezza aerea : il Pipistrel Velis Electro.
Svezia e Islanda hanno deciso che tutti i loro voli nazionali a corto raggio dovranno essere operati da aerei senza combustibili fossili entro il 2030. La Norvegia ha concesso alle compagnie aeree fino al 2040 per eliminare gli aerei a petrolio dalle sue strutture. Ma i primi aerei regionali a basse emissioni di carbonio (l'ES-19 di Heart Aerospace e il P-Volt, sviluppati congiuntamente dal produttore di aerei italiano Tecnam e dal produttore di motori Rolls-Royce per la compagnia regionale norvegese Wideroe) sono attesi dal 2026 su voli nazionali. percorsi. .
Il SoLong UAV è un aereo elettrico con batterie e pannelli solari. Ha volato per più di 24 ore, poi più di 48 ore in California nel 2005.
Il 23 dicembre 2007Si è svolto il primo volo del velivolo BL1E Electra, targato F-WMDJ, dotato di motore elettrico (19 kW ) e batterie ai polimeri di litio . Il pilota – ingegnere collaudatore Christian Vandamme effettua questo volo di 48 minuti dall'aerodromo di Aspres sur Buëch (Alpi meridionali).
È allo studio anche la possibilità di celle a combustibile funzionanti a idrogeno . Nel 2008, la ricerca di Boeing ha pilotato un motoaliante per 20 minuti utilizzando questa tecnica.
Durante il decennio del 2010 sono stati costruiti diversi prototipi o piccoli aeroplani alimentati ad elettricità. Le loro caratteristiche sono il peso ridotto e il fatto che trasportano solo un numero ridotto di passeggeri.
Nel 2009 in Svizzera è in fase di sviluppo il progetto di aeroplano solare Solar Impulse intorno al mondo . Il 7 e8 luglio 2010, l'aeromobile effettua un volo di 26 ore e 9 minuti senza interruzioni compresa un'intera notte.
Il 5 settembre 2010, il bimotore MC15E Cri-Cri di costruzione amatoriale ha stabilito un record assoluto di velocità su un aereo 100% elettrico a 262 km/h durante la riunione di Pontoise, alla presenza dei commissari dell'Aero-Club de France . Quindi questo stesso aereo ha raggiunto i 283 km / h su25 giugno 2011al Paris Air Show , record attestato dall'Aero-Club de France .
Il 13 aprile 2011, il dimostratore MC30E stabilisce il primo record di tipo della Federazione Aeronautica Internazionale (FAI) al salone AERO di Friedrichshafen coinvolgendo un aereo a propulsione elettrica, volando a 135 km/h su un viaggio andata e ritorno di 15 km a due vie (classe FAI "R", sottocategoria RAL1E , ID 16214). Tuttavia, la FAI non ha accettato questo tentativo per ragioni legate ad errori in fase di costituzione del fascicolo di omologazione. Da allora questo dimostratore ha subito modifiche per installare un motore più adattato e più efficiente, in vista di una nuova campagna di record FAI entro la fine del 2011. I seguenti tre tentativi in altitudine, velocità in circuito e distanza in circuito (FAI ID 16495, 16496 e 16497 di 27 febbraio 2012) sono stati invece omologati dal FAI nella categoria RAL1E, diventando i primi nel suo genere ad eccezione dei velivoli a propulsione solare e dei paramotori. Una relazione tecnica della campagna di test all'inizio di agosto 2011 può essere visualizzata sul sito del produttore di motori Electravia . Con un'efficienza energetica equivalente a 3,4 g di combustibile fossile consumato per chilometro percorso in linea retta e ad altitudine costante (ovvero 5 kWh alla velocità massima di finesse di 125 km/h ), questo aereo è l'oggetto volante pilotato sui mezzi più economici di sempre mettere in funzione. Il suo potenziale di miglioramento è lungi dall'essere esaurito, l'ambizione a breve termine è di scendere al di sotto dei 3 g equivalente/km bar e nel medio termine 1 g/km di H 2fisica ancora a 120 km/h . Un record di velocità finale di 15 km andata e ritorno è stato stabilito in RAL1E a 189,97 km / h su29 settembre 2012, poi omologato (ID FAI 16638), l'MC30E divenendo così il veicolo aereo elettrico a pilotaggio più veloce con omologazione FAI. Da allora è stato superato in un'altra categoria (classe FAI C, sottocategoria C1b, gruppo 6) dalla Long-ESA di Chip Yates raggiungendo 225,88 km/h su 15 km e 324,02 km/h su 3 km , essendo stati battuti questi due record di Klaus Ohlmann (ID FAI 18312), sull'E-Genius dell'Akaflieg di Stoccarda e Walter Extra sull'Extra 330LE a propulsione elettrica (ID FAI 18139), con rispettivamente 239,29 e 337,5 km/h . I record dell'MC30E sono ancora rilevanti oggi.21 novembre 2019.
L' RX1E è un aereo cinese monoplano e biposto. Ha fatto il suo primo volo su6 giugno 2012. Il suo peso massimo al decollo è di 600 kg e la sua velocità massima di 160 km/h .
Airbus Group ha presentato nel 2014 un prototipo di aereo elettrico leggero, l' E-Fan . Il 10 luglio, l'aereo E-Fan 2.0 completamente elettrico ha attraversato la Manica tra Lydd (Inghilterra) e Calais. Questo aereo privato a due posti è destinato a missioni a breve termine come addestramento, traino di alianti o acrobazie aeree. Alimentato dalle sue batterie ai polimeri di litio che alimentano due motori elettrici, è in grado di rimanere in aria per un'ora per un volo di addestramento e 30 minuti per un volo acrobatico. Inizialmente doveva essere prodotto a Pau a partire dal 2016 al ritmo di dieci velivoli all'anno, per consegnare i primi modelli commerciali tra la fine del 2017 e l'inizio del 2018. Alla fine di marzo 2017, Airbus ha annunciato il suo ritiro dal progetto e l'annullamento della costruzione dell'impianto di assemblaggio. Alla fine del 2017 è stato lanciato un progetto di dimostrazione per aerei commerciali di medie dimensioni, l' Airbus E-Fan X (en) (vedi sotto ).
Nel giugno 2016 è stato presentato all'American Aeronautics Forum l'aereo sperimentale X-57 Maxwell , costruito dalla NASA . Dispone di due grandi motori, utilizzati nel volo di crociera a 280 km/h , e dodici piccoli motori destinati al decollo e all'atterraggio.
Nel 2020, una cellula Piper PA-46 dotata di motore elettrico e cella a combustibile dimostra una capacità di carico di sei persone.
Durante il 2021, diverse compagnie stanno sviluppando aerei con capacità da uno a 19 passeggeri . Se la prima di queste, una biposto, è stata certificata da giugno 2020, la maggior parte è poi in cantiere. Alcuni prototipi da quattro o sei posti hanno volato pochi minuti nel 2020. Gli annunci di vari produttori europei ( Aura Aero , Heart aerospace, Pipistrel ) sembrano convergere intorno al 2028 verso un velivolo in grado di trasportare fino a 19 passeggeri su circa 500 chilometri .
Il principale fattore limitante è la densità energetica delle batterie, espressa in Wh/kg , che dovrebbe aumentare di un fattore due tra il 2020 e il 2027. Mentre una batteria di tipo Tesla ha (nel 2020) una densità di 250 Wh/kg , due tonnellate di batterie, due volte più dense, fornirebbero 1 MW per un'ora e spingerebbero un aereo a 500 km/h .
Una linea di sviluppo riguardante l' ibridazione con un motore convenzionale è perseguita da alcuni produttori per accelerare il passaggio a una modalità completamente elettrica, come l'automobile.
Ampaire sta sviluppando l'Eco Twin Otter , un aereo da 19 passeggeri con propulsione ibrida. Nell'ottobre 2020 la compagnia ha effettuato un volo di oltre 500 km sulla base di un Cessna 337 Skymaster , un quattro posti bimotore push-pull , trasformato in ibrido-elettrico.
Nel febbraio 2021, la società ha annunciato l'acquisizione da parte di Surf Air Mobility, specializzata nel retrofit di velivoli termici.
Nel gennaio 2021, Aura Aero ha annunciato che stava sviluppando, oltre a una versione elettrica delle sue acrobazie a due posti chiamata Integral, un aereo da trasporto regionale elettrico da 19 passeggeri. Questa PMI, fondata nel 2018, inaugura la sua fabbrica nell'aprile 2021 presso l'ex aeroporto militare di Tolosa Francazal. Il suo aereo biposto Intégral R per l'acrobazia e l'esercito ha effettuato il suo primo volo a giugno. Aura Aero sta pianificando un primo volo dell'Electrical Integral S per le scuole di volo nel 2022 e l'entrata in servizio nel 2023, e sta preparando un aereo da trasporto regionale da 19 posti: ERA (Electrical Regional Aircraft) dotato di batterie strutturali per contenere il peso e di un turbogeneratore a petrolio che produce elettricità aggiuntiva oltre i 400 chilometri; il primo volo è previsto per il 2024 e l'entrata in servizio nel 2026.
Dal 2017, la società ha intrapreso lo sviluppo di due velivoli a propulsione ibrida: un biposto tandem (Alérion M1h) e un sei posti (Alcyon M3c). Annuncia la disponibilità nel 2026.
Bye Aerospace sviluppa l'eFlyer dal 2014, disponibile in due versioni: una a due posti e una a quattro posti. L'azienda annuncia a novembre 2020 una partnership con Safran per il suo motore, che equipaggia anche il Cassio. L'azienda sta anche lavorando con Garmin sull'avionica. Il biposto eFlyer 2 deve essere in grado di volare tra i 100 ei 250 km/h . La sua autonomia annunciata in crociera economica a 175 km/h è di 400 km (con riserve VFR). L'azienda afferma a marzo 2021 di avere 721 ordini equamente distribuiti sui suoi due modelli senza specificare la data di certificazione. Annuncia inoltre di fornire un modello di 8 posti.
Nel giugno 2019, la start-up israeliana Eviation presenta al Paris Air Show il suo aereo elettrico Alice, progettato per nove passeggeri e due membri dell'equipaggio, con un'autonomia di 1.000 km ; la sua batteria agli ioni di litio da 900 kWh rappresenta oltre il 60% delle sue 6,35 tonnellate e può volare a una velocità di crociera di 520 km/h , secondo i suoi progettisti.
H55 è uno spin-off del progetto Solar Impulse , guidato da André Borschberg . L'azienda specializzata in catene di propulsione elettrica ha sviluppato il Bristell Energic Flight Trainer per BRM Aero dall'aprile 2017, una macchina da addestramento a due posti. H55 punta alla certificazione alla fine del 2021 per la commercializzazione nel 2022.
A settembre 2020, la società svedese Heart Aerospace annuncia che sta sviluppando l'ES-10, un aereo elettrico da 19 passeggeri, per il 2026. Avrebbe un'autonomia di 400 km . I primi mercati presi di mira dall'azienda sono i servizi agli aeroporti scandinavi.
Nell'ottobre 2019, l'Istituto cinese di ricerca sull'aviazione generale di Liaoning ha effettuato il primo volo del suo RX4E a quattro posti che è stato annunciato come un volo di 1h30 e in grado di coprire 300 km. È dotato di una batteria da 300 Wh/kg per 70 kWh. L'aereo pesa 1,2 tonnellate.
Pie Aeronefs SA è un produttore svizzero di velivoli 100% elettrici con sede nel Canton Vaud . Fondata nel 2020, mira a portare sul mercato entro il 2030 un aereo quattro posti a prestazioni uguali o migliori rispetto ai dispositivi a pistoni tradizionali, grazie alla propulsione elettrica distribuita (in) .
Prima di affrontare questa nuova tecnologia, parteciperà dal 2022, come unico team svizzero e con il nome di "Team Pie Aeronefs", al campionato mondiale di corse di aerei elettrici: Air Race E (fr) . Per fare questo, l'azienda sta costruendo un aereo da corsa 100% elettrico: l'UR-1. Il velivolo, con una massa di 400 kg e dotato di un motore da 150 kW (circa 200 CV ), deve raggiungere più di 300 nodi ( 550 km/h ). Il suo primo volo è annunciato per la fine del 2021.
Nel marzo 2018 il club aeronautico di Fresno (California) ha ordinato quattro Alpha Electro al produttore sloveno Pipistrel , specialista in piccoli velivoli da addestramento. Dotato di un motore da 50 kW , questo aereo elettrico a due posti, destinato alle scuole di volo, ha un'autonomia di volo di un'ora e mezza. Da febbraio 2019, la Federazione aeronautica francese (FFA) utilizza questo aereo all'aeroporto di Toussus-le-Noble .
L' Agenzia europea per la sicurezza aerea (EASA) annuncia il10 giugno 2020la sua prima certificazione per un aereo completamente elettrico: il Pipistrel Velis Electro. Questa biposto ha un'autonomia di un'ora alla velocità di crociera di 170 km/h . Non facendo più rumore di una grande lavatrice (60 dB ), può sorvolare i centri abitati senza provocare i soliti conflitti tra residenti e aeroclub. Secondo il produttore, sono necessarie due ore per caricare la batteria al 100% dal 30%.
Il produttore afferma a giugno 2020 di avere 120 ordini . La società con sede a Brest Green Aerolease ha annunciato ingennaio 2021 ordina 50 dispositivi a noleggio.
Pipistrel ha anche annunciato una versione ibrida e una completamente elettrica della sua quattro posti da viaggio Panthera .
Nel febbraio 2021, il produttore svela il suo progetto per un aereo da trasporto regionale da 20 posti. Prevede di essere messo in servizio tra il 2028 e il 2030 per collegamenti da 200 km a 1.000 km .
Tecnam annuncia nell'ottobre 2020 la costruzione di un aereo da nove passeggeri (più due piloti), il P-Volt, basato sul suo P2012 (in) , in collaborazione con Rolls-Royce che ha acquisito la divisione responsabile dei motori elettrici da Siemens . Nel marzo 2021 la partnership viene estesa alla compagnia aerea norvegese Wideroe .
La società francese VoltAero ha annunciato che sta sviluppando il Cassio, un aereo ibrido che sarebbe pronto nel 2023 e disponibile in tre versioni da quattro, sei e dieci posti. Lo sviluppo è stato fatto in collaborazione con la belga SONACA , responsabile della cellula e la francese Safran per il motore.
Il 25 settembre 2020, la start-up ZeroAvia (en) effettua il primo volo di un aereo a sei posti, un Piper tipo M dotato di un motore elettrico alimentato da una cella a combustibile stessa alimentata da idrogeno compresso. . Prevede un volo di 400 km entro la fine del 2021. Mira a commercializzare il suo sistema di propulsione entro il 2024 per gli aerei da 10 a 20 posti, nel 2026 per gli aerei da 50 a 100 posti e nel 2030 per il medio raggio da 100 a 200 posti in grado di percorrere 3.200 km .
La società Zunum Aero, aiutata da Boeing e JetBlue , ha annunciato nell'ottobre 2017 la realizzazione nel 2022 di un velivolo ibrido in grado di trasportare 12 persone alla velocità di 550 km/h e con un'autonomia di 1.100 km .
Nel dicembre 2019, l'idrovolante elettrico de Havilland Beaver DHC-2 ePlane effettua il suo primo volo a Vancouver; equipaggiato con un motore Magni500 da 560 kW, può trasportare sei passeggeri.
Nel maggio 2020, l'eCaravan, un Cessna Caravan a nove posti equipaggiato con lo stesso motore elettrico Magni500 da 560 kW , compie il suo primo volo.
Dopo aver abbandonato nell'aprile 2017 E-Fan , Airbus , Rolls-Royce e Siemens hanno annunciato a novembre 2017 il progetto Airbus E-Fan X (in) . Consiste nel testare la propulsione ibrida su un aereo di tipo regionale (90 posti). I tre gruppi vogliono costruire un dimostratore di volo entro il 2020; un reattore deve essere sostituito, dei quattro dei velivoli di prova BAE146, da un motore elettrico da 2 MW , poi due in caso di successo. In confronto, l'E-Fan funziona con due reattori da 30 kilowatt. Il progetto viene abbandonato nelaprile 2020, vittima in particolare della crisi globale legata all'epidemia di Covid-19 .
Il piano di ripresa aeronautico presentato il 9 giugno 2020 dal governo francese pone l'obiettivo di lanciare nel 2035 il primo o il "verde" "zero di CO 2 aerei di emissione". ”, E non nel 2050 come inizialmente previsto. Il progetto prevede diverse fasi: lancio del “successore dell'Airbus A320” intorno al 2030, con l'obiettivo di ridurre il consumo di carburante del 30%, mentre si prepara la fase successiva, il passaggio all'idrogeno intorno al 2035; un primo prototipo o dimostratore dovrebbe vedere la luce intorno al 2026-2028; entro la fine del decennio dovrebbe essere progettato anche un aereo regionale ibrido.
Boeing NeXt , una divisione del produttore aerospaziale americano, sta sviluppando il Boeing Passenger Air Vehicle (PAV), un aereo passeggeri elettrico a decollo e atterraggio verticale.
Nel settembre 2017, la società Easyjet ha annunciato l'operazione commerciale entro il 2027 sui viaggi brevi, in associazione con la start-up americana Wright Electric, di dispositivi quasi interamente elettrici con un'autonomia massima di 540 chilometri e con una capacità da 120 a 220 passeggeri. Voli a zero emissioni dirette di CO 2sono previsti entro il 2037. Due giorni dopo, Bertrand Piccard reagisce affermando che i voli commerciali con aerei elettrici sono del tutto possibili. Nell'ottobre 2018 Easyjet ha specificato il suo programma di sviluppo: primo volo nel 2019 di un prototipo a nove posti, poi sviluppo di una versione da 50 posti e infine da una versione da 150 o 180 posti, compreso il servizio commerciale è previsto per il 2030 e sarà utilizzato per voli di circa 500 chilometri tra il Regno Unito e l'Europa, come il collegamento tra Londra e Amsterdam, il secondo più trafficato del Vecchio Continente.
La tabella seguente riassume le consegne di aerei elettrici in tutto il mondo per modello.
| Q1 2020 | Q2 2020 | Q3 2020 | Q4 2020 | Q1 2021 | |
|---|---|---|---|---|---|
| Pipistrel Velis Electro | 0 | 0 | 5 | 8 | 14 |
| Totale | 0 | 0 | 5 | 8 | 14 |
La democratizzazione dell'uso delle nuove tecnologie delle batterie, in particolare degli accumulatori ai polimeri di litio (LiPo) , che, con peso ridotto e migliore durata, sostituiscono le batterie NiMH o NiCd ; così come i motori brushless consentono migliori prestazioni per aeromodelli elettrici.
Dei droni per il tempo libero, resi popolari dagli anni 2010, sono quasi sempre alimentati elettricamente.
Il record mondiale per la durata di un volo senza spegnere il motore è stato stabilito in Francia il 30 luglio 2008a Selles-Saint-Denis dal team di Vincent Labrouve e Daniel Lentin con un dispositivo Volenbulle XXL, con un tempo di 12 h 36 min 46 s .
Il record mondiale di tempo e distanza con l'energia solare è fatto su 15 luglio 2014Roger Thierry e Patrick Vallet con 4 h 55 di volo e 130 km percorsi.