हम "विशुद्ध रूप से इलेक्ट्रिक विमान" से कितनी दूर हैं?

सार:

पिछले कुछ दिनों में, COMAC CE-25A इलेक्ट्रिक डेमोंस्ट्रेटर की कथित तौर पर कई तस्वीरें इंटरनेट पर प्रसारित की गई हैं, जिससे शुद्ध इलेक्ट्रिक यात्री विमान लोगों की नजरों में वापस आ गए हैं।

कैप्शन: COMAC CE-25A सत्यापन विमान की तस्वीरें जो हाल ही में प्रसारित की गई हैं। तस्वीर में विमान की वास्तविक परीक्षण उड़ान स्थिति का अभी तक आधिकारिक तौर पर खुलासा नहीं किया गया है।

इस प्रश्न का एक आश्चर्यजनक उत्तर है - शुद्ध इलेक्ट्रिक विमान पहले से ही उड़ान भर रहे हैं, और कुछ ने उड़ान योग्यता अनुमोदन प्राप्त कर लिया है।

जो चीज़ वास्तव में अभी भी हमसे बहुत दूर है वह है सैकड़ों यात्रियों को ले जाने वाले शुद्ध इलेक्ट्रिक यात्री विमान में चढ़ना और शेड्यूल के अनुसार प्रमुख शहरों से यात्रा करना। पिछले दृश्य से अगले दृश्य तक जाना विमान को बड़ा बनाने की कल्पना करने से कहीं अधिक जटिल है।

(यहां चर्चा किए गए शुद्ध इलेक्ट्रिक विमान उन विमानों को संदर्भित करते हैं जो प्रणोदन शक्ति प्रदान करने के लिए ऑनबोर्ड बैटरी ऊर्जा भंडारण और इलेक्ट्रिक मोटर पर निर्भर हैं, हाइब्रिड विमान जो बिजली उत्पन्न करने के लिए तेल जलाते हैं, और विमान जो बिजली उत्पन्न करने के लिए हाइड्रोजन ईंधन कोशिकाओं का उपयोग करते हैं। इन्हें अलग से गणना करने की आवश्यकता है। वे कुछ विद्युत प्रणोदन तकनीक साझा कर सकते हैं, लेकिन वे विभिन्न ऊर्जा भंडारण मुद्दों का सामना करते हैं)

विद्युत उड़ान की उत्पत्ति का पता कम से कम फ्रांसीसी गैस्टन टिसैंडियर से लगाया जा सकता है।

1886 में प्रकाशित "ला नेविगेशन एरियेन" में, उन्होंने व्यक्तिगत रूप से वर्णन किया: 1881 की शुरुआत में, इलेक्ट्रिक नाव प्रयोग ने उन्हें हवाई नेविगेशन के लिए इलेक्ट्रिक मोटर का उपयोग करने का विचार दिया, और उन्होंने उस वर्ष पेरिस इलेक्ट्रिकल शो में एक इलेक्ट्रिक एयरशिप मॉडल प्रदर्शित किया।

8 अक्टूबर, 1883 को, उन्होंने और उनके भाई अल्बर्ट ने एक इलेक्ट्रिक हवाई जहाज में उड़ान भरी। यह एक प्रारंभिक विचार और अभ्यास था जो इसमें शामिल पक्षों के लेखन द्वारा समर्थित था, और राइट बंधुओं की सफल उड़ान से पहले हुआ था।

कैप्शन: उसी अवधि का एक वुडकट, जिसमें 8 अक्टूबर 1883 को ऑट्यूइल, पेरिस से टिसांडी बंधुओं के इलेक्ट्रिक हवाई जहाज के प्रस्थान को दर्शाया गया है।

हालाँकि, हवाई जहाज़ हवा में उठने के लिए उछाल पर निर्भर होते हैं, जो कि विमान से बहुत अलग है जो लिफ्ट उत्पन्न करने के लिए पंखों पर निर्भर होते हैं।

जब मानवयुक्त बैटरी चालित फिक्स्ड-विंग विमान की बात आती है, तो मान्यता प्राप्त महत्वपूर्ण प्रारंभिक बिंदु 21 अक्टूबर, 1973 है: एमबी-ई1, जिसे बर्डिचका के सहयोग से इंजीनियर फ्रेड मिलिटकी ने विकसित किया था, ने निकल-कैडमियम बैटरी का उपयोग करके ऑस्ट्रिया में अपनी पहली उड़ान पूरी की और लगभग 9 मिनट तक उड़ान भरी। इंटरनेशनल एविएशन फेडरेशन के मुताबिक, उड़ान करीब 15 मिनट तक चली।

कैप्शन: 1973 में एमबी-ई1 इलेक्ट्रिक विमान। इसमें निकल-कैडमियम बैटरी का उपयोग होता है और इसकी पहली उड़ान में लगभग नौ मिनट लगते हैं।

तो, इंसानों ने आधी सदी से भी पहले साबित कर दिया है कि बैटरियां उड़ने वाले लोगों को ले जा सकती हैं। तब से लेकर अब तक की लंबी अवधि मुख्य रूप से इसे उड़ान भरने के लिए अधिक व्यावहारिक बनाने पर खर्च की गई है।

यूरोप ने छोटे विमानों पर निशान बनाने में अग्रणी भूमिका निभाई। 2015 में, एयरबस के शुद्ध इलेक्ट्रिक प्रदर्शक ई-फैन ने इंग्लिश चैनल के पार उड़ान भरी;

कैप्शन: 10 जुलाई 2015 को, शुद्ध इलेक्ट्रिक सत्यापन विमान ई-फैन ने इंग्लिश चैनल के पार उड़ान भरी और फ्रांस के कैलाइस में उतरा।

जून 2020 में, स्लोवेनिया के पिपिस्ट्रेल की दो-सीट वेलिस इलेक्ट्रो को यूरोपीय विमानन सुरक्षा एजेंसी से टाइप प्रमाणन प्राप्त हुआ और इसका उपयोग मुख्य रूप से उड़ान प्रशिक्षण के लिए किया जाता है।

कैप्शन: दो सीटों वाला शुद्ध इलेक्ट्रिक विमान वेलिस इलेक्ट्रो। इस मॉडल ने जून 2020 में EASA प्रकार प्रमाणन प्राप्त किया और इसका उपयोग मुख्य रूप से उड़ान प्रशिक्षण के लिए किया जाता है।

निर्माता द्वारा प्रकाशित बैटरी जीवन संकेतक अधिकतम लगभग 50 मिनट है, दृश्य उड़ान नियमों के लिए आवश्यक रिजर्व के साथ।

हवाई अड्डे के आसपास छोटे विमान प्रशिक्षण के लिए, यह पहले से ही उपयोगी है - लेकिन यह स्पष्ट रूप से अभी भी सामान्य वाणिज्यिक एयरलाइनरों को प्रतिस्थापित करने में सक्षम होने से बहुत दूर है।

उत्तरी अमेरिका कम दूरी के परिवहन में इलेक्ट्रिक विमान लाने की कोशिश कर रहा है। कनाडा की हार्बर एयर और मैग्नीएक्स ने डीएचसी-2 "बीवर" सीप्लेन को इलेक्ट्रिक में परिवर्तित किया और 2019 में अपनी पहली उड़ान पूरी की। एविएशन के ऐलिस का लक्ष्य नौ सीटों वाला कम्यूटर बाजार है और सितंबर 2022 में 8 मिनट में अपनी पहली उड़ान पूरी की। एक संशोधित करने के लिए मौजूदा विमान का उपयोग करता है, और दूसरा एक नए मॉडल से शुरू होता है। हालाँकि, पहली उड़ान यह साबित करती है कि प्रौद्योगिकी ने एक कदम आगे बढ़ाया है और इसे सीधे तौर पर नियमित यात्री परिचालन की प्राप्ति नहीं माना जा सकता है।

चित्रण: 27 सितंबर, 2022 को, एविएशन के ऐलिस इलेक्ट्रिक डेमोंस्ट्रेटर ने लगभग 8 मिनट की उड़ान समय के साथ, संयुक्त राज्य अमेरिका के मोसेस झील में अपनी पहली उड़ान पूरी की।

बड़ी कोशिशें भी सामने आईं.

हार्ट एयरोस्पेस 2024 में ES-30 परियोजना के लिए पूर्ण पैमाने के प्रदर्शनकर्ता के रूप में 32 मीटर के पंखों वाले X1 को प्रदर्शित करेगा। उस समय घोषित 30 सीटें, 200 किलोमीटर की शुद्ध इलेक्ट्रिक रेंज और 400 किलोमीटर की हाइब्रिड रेंज ES-30 के बड़े पैमाने पर उत्पादन के लिए कार्यक्रम संकेतक थे और इसे सीधे X1 की सिद्ध यात्री क्षमता के रूप में नहीं गिना जा सकता है।

अगस्त 2026 में हार्ट एयरोस्पेस की घोषणा के अनुसार, इसके X1 प्रदर्शनकर्ता विमान ने 25,000 पाउंड या लगभग 11.3 टन से अधिक वजन के साथ उड़ान भरी, और बैटरी पर 27 मिनट तक उड़ान भरी।

सितंबर में, कंपनी ने 36 सीटों वाले ES-36 के लिए बड़े पैमाने पर उत्पादन योजना की घोषणा की। लक्ष्य शुद्ध विद्युत सीमा लगभग 200 किलोमीटर है। लंबी दूरी को गैस टरबाइन बिजली उत्पादन द्वारा समर्थित किया जाता है और इसे 2031 में उपयोग में लाने की योजना है।

कैप्शन: हार्ट एक्स1 प्रदर्शक अगस्त 2026 में अपनी पहली उड़ान के दौरान उड़ान भरता है और चढ़ता है। यह एक तकनीकी सत्यापन मशीन है, और ईएस-30 या ईएस-36 के बड़े पैमाने पर उत्पादन योजना मापदंडों को सीधे इस पर लागू नहीं किया जा सकता है।

ऐसी परियोजनाएं भी हैं जो रास्ते में रुक जाती हैं।

नासा का एक्स-57 मूल रूप से वितरित विद्युत प्रणोदन को सत्यापित करना चाहता था, लेकिन परियोजना अंततः 2024 में पूरी हुई और अपनी पहली उड़ान हासिल करने में विफल रही।

चित्रण:

15 अप्रैल, 2021 को, NASA के शुद्ध इलेक्ट्रिक प्रायोगिक विमान X-57 मैक्सवेल का कैलिफ़ोर्निया के आर्मस्ट्रांग फ़्लाइट रिसर्च सेंटर में हाई-वोल्टेज ग्राउंड परीक्षण किया गया।

NASA ने इसका कारण प्रायोगिक हार्डवेयर समस्याओं, प्रमुख घटक आपूर्ति और शेष परियोजना समय की कमी को बताया। इसने बैटरियों और विद्युत प्रणालियों पर अनुसंधान के परिणामों को पीछे छोड़ दिया, और हमें यह भी याद दिलाया कि इलेक्ट्रिक मोटर को चालू करने और पूरे विमान को सुरक्षित उड़ान स्थितियों तक पहुंचने के लिए अभी भी बहुत सारे इंजीनियरिंग कार्य बाकी हैं।

चीन की प्रगति को विशिष्ट मॉडलों के संदर्भ में भी देखा जाना चाहिए।

शेनयांग यूनिवर्सिटी ऑफ एरोनॉटिक्स एंड एस्ट्रोनॉटिक्स में यांग फेंगटियन की टीम द्वारा विकसित रुइज़ियांग RX1E ने पहली बार 2013 में उड़ान भरी और 2015 में मॉडल डिजाइन अनुमोदन और उत्पादन लाइसेंस प्राप्त किया। यह दो सीटों वाला इलेक्ट्रिक लाइट स्पोर्ट विमान है।

29 दिसंबर, 2024 को, चार सीटों वाले RX4E ने चीन के नागरिक उड्डयन प्रशासन से टाइप सर्टिफिकेट प्राप्त किया और CCAR-23 सामान्य श्रेणी के विमानों की उड़ान योग्यता आवश्यकताओं के अनुसार प्रमाणीकरण पूरा किया।

AVIC जनरल एविएशन ने 2024 की शुरुआत में दो सीटों वाले AG60E इलेक्ट्रिक डेमोंस्ट्रेटर की पहली उड़ान भी पूरी की।

RX4E का अधिकतम टेक-ऑफ वजन 1,260 किलोग्राम, कुल बैटरी क्षमता 70 kWh और अधिकतम सार्वजनिक बैटरी जीवन 1.5 घंटे है।

सितंबर 2025 में, यानकिंग, बीजिंग ने पहले RX4E की स्थानीय असेंबली पूरी की। इन विकासों का मतलब है कि छोटे इलेक्ट्रिक विमान मुख्य रूप से प्रशिक्षण, दर्शनीय स्थलों की यात्रा और अन्य परिदृश्यों के लिए उत्पाद निर्माण और व्यावहारिक अनुप्रयोग के चरण तक पहुंच गए हैं; विज्ञापित अधिकतम उड़ान समय को सीधे उड़ान समय के रूप में नहीं समझा जा सकता है जिसे पर्याप्त भार और आरक्षित मार्जिन के साथ बेचा जा सकता है।

कैप्शन: शेनयांग यूनिवर्सिटी ऑफ एरोनॉटिक्स एंड एस्ट्रोनॉटिक्स द्वारा विकसित RX4E चार सीटों वाला शुद्ध इलेक्ट्रिक विमान। इस मॉडल ने 29 दिसंबर, 2024 को चीन के नागरिक उड्डयन प्रशासन से टाइप सर्टिफिकेट प्राप्त किया। (चित्र स्रोत: शेनयांग यूनिवर्सिटी ऑफ एरोनॉटिक्स एंड एस्ट्रोनॉटिक्स की आधिकारिक वेबसाइट।)

COMAC बड़े शुद्ध इलेक्ट्रिक विमानों की भी खोज कर रहा है।

CE-25A का अनावरण 2023 में CIIE में पहले ही किया जा चुका है। सार्वजनिक योजना 19 सीटों के लिए है, जिसमें 400-500 किलोमीटर की डिज़ाइन रेंज, लगभग 400 किलोमीटर प्रति घंटे की अधिकतम क्रूज़िंग गति और पंखों के साथ एकीकृत डक्टेड प्रशंसकों के साथ वितरित विद्युत प्रणोदन है।

2025 में "चाइना इंजीनियरिंग साइंस" में प्रकाशित एक पेपर में स्पष्ट रूप से दर्ज किया गया है कि इसने "स्केल्ड सत्यापन उड़ान" पूरी कर ली है।

उसी वर्ष, COMAC नॉर्थ रिसर्च सेंटर ने CE-25A परियोजना की नंबर 0 इकाई के संरचनात्मक परीक्षण विश्लेषण के लिए एक बोली घोषणा जारी की। यह जानकारी परियोजना के अस्तित्व और संबंधित सत्यापन कार्य की पुष्टि कर सकती है। हालिया तस्वीरों में दिख रहे विमान ने अपनी पहली उड़ान भरी है या नहीं, इसका अभी और औपचारिक खुलासा होना बाकी है।

19 सीटों का पैमाना ध्यान देने योग्य है, क्योंकि यह छोटे यात्री परिवहन की वास्तविक मांग से मेल खाता है। हालाँकि, 400-500 किलोमीटर अभी भी डिज़ाइन संकेतक है। यह कितने यात्रियों को ले जा सकता है, यह कितनी अतिरिक्त बिजली रख सकता है, और लंबे समय तक बैटरी का उपयोग करने के बाद यह कितनी दूर तक उड़ सकता है, इन सभी को सत्यापित करना जारी रखना होगा।

शुद्ध इलेक्ट्रिक विमान का सबसे कठिन पहलू अभी भी वजन है।

विमानन केरोसिन का समान वजन बैटरियों की तुलना में कहीं अधिक ऊर्जा संग्रहीत करता है। विद्युत प्रणोदन की उच्च दक्षता को ध्यान में रखते हुए भी, अंतर अभी भी स्पष्ट है। ईंधन जलने के बाद विमान हल्का और हल्का हो जाएगा। बैटरी की शक्ति ख़त्म हो गई है, लेकिन वज़न मूलतः अभी भी है।

इस प्रकार, हालांकि अधिक बैटरियां स्थापित करने से शक्ति बढ़ सकती है, लेकिन यह यात्रियों और सामान के लिए जगह भी ले लेगी, और विमान को पूरे रास्ते यह भार उठाना होगा।

CATL और अन्य कंपनियों द्वारा घोषित बैटरी प्रौद्योगिकी और विमानन सत्यापन प्रगति लोगों को आशा देती है, लेकिन समाचारों में ऊर्जा घनत्व अक्सर केवल बैटरी कोशिकाओं की गणना करता है। विमान पर स्थापित करते समय, सुरक्षा, शीतलन और प्रबंधन प्रणालियाँ जोड़ी जानी चाहिए। अंत में कितना वजन बचाया जा सकता है यह उपकरण के पूरे सेट पर निर्भर करता है।

हवाई जहाज़ "गंतव्य तक पहुँचने के लिए बस पर्याप्त" के अनुसार बिजली की व्यवस्था नहीं कर सकते।

जब मौसम खराब होता है, तो इंतजार करना, वैकल्पिक लैंडिंग करना या दृष्टिकोण के बाद भी घूमना आवश्यक हो सकता है। भले ही अधिकांश बैटरी का उपयोग हो गया हो, फिर भी बैटरी को पर्याप्त शक्ति प्रदान करनी चाहिए। साथ ही, इसे थर्मल अपवाह को रोकना चाहिए और विद्युत प्रणाली की विश्वसनीयता सुनिश्चित करनी चाहिए। केवल सहनशक्ति बढ़ जाने से इन आवश्यकताओं में ढील नहीं दी जाएगी।

तकनीकी स्तर पार करने के बाद भी एयरलाइंस को हिसाब-किताब निपटाना होता है। बैटरी को कितनी बार बदला जाता है और लैंडिंग पर इसे चार्ज होने में कितना समय लगता है, इसका उड़ान की लागत पर असर पड़ेगा। बिजली बिल पर बचाया गया पैसा बैटरी बदलने और प्रतीक्षा करने पर खर्च किया जा सकता है।

इसलिए, यह पूछने पर एकीकृत उत्तर प्राप्त करना मुश्किल है कि शुद्ध इलेक्ट्रिक यात्री विमान को लोकप्रिय बनाने से पहले बैटरी प्रति किलोग्राम कितने वाट-घंटे तक पहुंच सकती है। दो सीटों वाले प्रशिक्षण विमान पहले से ही उपलब्ध हैं, लेकिन 100 सीटों वाले यात्री विमान के लिए बहुत अधिक क्षमताओं की आवश्यकता होती है।

वास्तव में जिस चीज़ की ज़रूरत है वह है विमानन बैटरी सिस्टम को इतना हल्का बनाना कि यह बार-बार उपयोग के बाद भी कार्य को सुरक्षित और विश्वसनीय रूप से पूरा कर सके। सॉलिड-स्टेट बैटरी, लिथियम-सल्फर और अन्य मार्ग आगे देखने लायक हैं। प्रयोगशाला संकेतकों का अंततः विमान पर परीक्षण करना होगा।

मैं पसंद करता हूं कि शुद्ध इलेक्ट्रिक विमान पहले प्रशिक्षण और कम दूरी की उड़ानें भरेंगे, और फिर धीरे-धीरे आवागमन और क्षेत्रीय बाजारों के लिए प्रयास करेंगे। यह द्वीपों या उन स्थानों के लिए अधिक उपयुक्त हो सकता है जहां जमीनी परिवहन बहुत दूर तक जाता है और यात्री प्रवाह बड़े विमानों का समर्थन नहीं कर सकता है।

जहां तक ​​छोटी दूरी की लाइनों की बात है, जिनमें पहले से ही सुविधाजनक हाई-स्पीड रेल है, तो बस उन्हें बैटरी से बदलने से यात्रियों को हवाई अड्डे पर वापस आकर्षित नहीं किया जा सकता है।

कोई भी इसकी विश्वसनीय तारीख नहीं बता सकता कि 100 सीटों वाले शुद्ध इलेक्ट्रिक यात्री विमान का व्यापक रूप से उपयोग कब किया जाएगा, लेकिन छोटे विमानों में प्रगति का हर कदम हमें इस पथ को स्पष्ट रूप से देखने में मदद कर रहा है।

मैं इलेक्ट्रिक उड़ान की प्रतीक्षा में हूं। शुद्ध इलेक्ट्रिक विमान पहले ही मैदान छोड़ चुका है। हम इसका इंतजार कर रहे हैं कि यह पर्याप्त यात्रियों और सामान को ले जाए, जिससे दुर्घटनाओं की संभावना बनी रहे। यह आज सुरक्षित रूप से पहुंचेगी और कल हमेशा की तरह प्रस्थान करेगी।