ก้าวใหม่แห่งอากาศยาน เครื่องบินพลังงานไฟฟ้า
การเปลี่ยนผ่านไปใช้ EV ในรถยนต์เป็นไปอย่างต่อเนื่อง แต่หลายท่านอาจสงสัยว่าสำหรับยานพาหนะอื่นๆ โดยเฉพาะเครื่องบินหรืออากาศยานมีการปรับตัวเช่นไร วันนี้เราจึงพาไปดูเทคโนโลยี EV ของเครื่องบินว่าเป็นอย่างไรบ้าง
การเปลี่ยนผ่านเทคโนโลยีจากเครื่องยนต์สันดาปสู่ EV กลายเป็นพันธกิจหลักของทุกประเทศ ด้วยกระแสแห่งเทคโนโลยีปัจจุบันผลักดันวงการคมนาคมไปสู่ทิศทางใหม่ มุ่งสู่การสัญจรพลังงานสะอาดไม่จำเป็นต้องใช้เชื้อเพลิงที่ก่อให้เกิดมลพิษ เป็นพันธกิจหลักในหลายประเทศโดยเฉพาะชาติในยุโรป
หนึ่งในประเด็นปัญหาสำคัญคือเครื่องบินหรือฝั่งอากาศยานคือ การผลักดันอากาศยานไฟฟ้าทำได้ไม่ง่ายนัก จากปัญหาด้านขีดจำกัดของปริมาณประจุไฟฟ้าในการขับเคลื่อน ปัจจุบันความจุไฟฟ้าน้อยเกินการบินระยะทางไกลจึงเป็นเรื่องยาก กลายเป็นปัญหาให้แก่สายการบินเชิงพาณิชย์ในปัจจุบัน
วันนี้เราจึงมาดูกันว่าปัจจุบันเทคโนโลยีเครื่องบินไฟฟ้าได้รับการพัฒนาไปในทิศทางใด
Alice เครื่องบินพลังงานไฟฟ้ารุ่นล่าสุด
เครื่องบินไฟฟ้ารุ่นนี้ถูกตั้งชื่อว่า Alice จากบริษัทผลิตเครื่องบิน Eviation Aircraft และทำการออกบินได้เป็นผลสำเร็จ โดยทำการขึ้นบินเป็นระยะเวลาราว 8 นาที ในระดับความสูง 3,500 ฟุต(1,067 เมตร) ก่อนลงจอดบนพื้นดิน กลายเป็นเครื่องบินพลังงานไฟฟ้าลำแรกที่สามารถใช้งานจริงได้
เครื่องบินไฟฟ้าลำนี้ขับเคลื่อนด้วยมอเตอร์ไฟฟ้า 2 ตัว นำไปใช้ในการหมุนใบพัดตรงส่วนท้ายเครื่อง อาศัยพลังงานจากแบตเตอรี่ไฟฟ้าในการขับเคลื่อน สามารถบรรทุกผู้โดยสารมากสุด 9 คน ทำความเร็วได้สูงสุด 171 ไมล์/ชั่วโมง(275กิโลเมตร/ชั่วโมง) สามารถบินได้เป็นระยะทางสูงสุดราว 250 ไมล์(402 กิโลเมตร)
ข้อดีของเครื่องบินไฟฟ้าชนิดนี้คือนับว่ามีน้ำหนักเบากว่าเครื่องบินรุ่นเก่า อีกด้วยประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ไฟฟ้า เสียงรบกวนที่เกิดขึ้นจึงเบาบางกว่าเครื่องบินทั่วไปมาก อีกทั้งขนาดที่เล็กทำให้ไม่จำเป็นต้องใช้รันเวย์รองรับแบบเครื่องบินขนาดใหญ่ ถือเป็นการเพิ่มความสะดวกในการเข้าถึงอากาศยานแก่คนหมู่มากอีกด้วย
แน่นอนว่าทั้งหมดล้วนฟังดูดีแต่แท้จริงปัจจุบันอากาศยานไฟฟ้าเองนับว่ายังมีข้อจำกัดอีกมากมายเช่นกัน
ขีดจำกัดของเครื่องบินไฟฟ้าในปัจจุบัน ความลำบากของสายการบินเชิงพาณิชย์
จริงอยู่ระยะทางการบินสูงสุดของอากาศยานไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ตามความก้าวหน้าของเทคโนโลยี แต่ปัจจุบันยานพาหนะกลุ่มนี้ยังมีข้อจำกัดด้านระยะทาง ศักยภาพสูงสุดคือการเดินทางในประเทศหรือภูมิภาคเป็นหลัก ไม่สามารถใช้ในการเดินทางข้ามทวีปได้
เช่นเดียวกับจำนวนผู้โดยสารเองยังถือเป็นข้อจำกัด ยานยนต์พลังงานไฟฟ้าอาจทำให้มีการพัฒนายานพาหนะหลายประเภท เริ่มมีการพูดถึงรถยนต์บินได้และเริ่มมีการนำไปใช้ในระยะทางสั้นๆ แต่โดยมากจำนวนผู้โดยสารจะจำกัดอยู่ที่ 3 – 4 คน มากสุดก็ไม่เกิน 10 คน ยังไม่มีอากาศยานที่สามารถรองรับคนจำนวนมากได้เหมือนเครื่องบินยุคเก่า
สาเหตุที่เป็นแบบนั้นเกิดจากปัจจุบันประสิทธิภาพในการผลิตแบตเตอรี่ไฟฟ้ายังไม่เพียงพอ
ปัจจุบันทางบริษัท Eviation Aircraft ใช้แบตเตอรี่ของ Tesla ที่มีความจุ 21,500 เซลล์ กระนั้นในการขับเคลื่อนอากาศยานยังถือว่าไม่เพียงพอ ความจุของแบตเตอรี่จากเทคโนโลยีในปัจจุบันจัดว่าน้อยเกินไป นั่นทำให้แม้ Alice จะสามารถขึ้นบินได้อย่างราบรื่นก็มีระยะเดินทางจำกัด จึงทำได้เพียงผลิตตัวต้นแบบออกมา โดยคาดว่าจะผลิตออกวางจำหน่ายจริงได้ในปี 2027 เท่านั้น
ข้อจำกัดด้านความหนาแน่นของเซลล์พลังงานจากแบตเตอรี่จึงยังเป็นปัญหาสำคัญ ทำให้การพัฒนาอากาศยานไฟฟ้าไม่คืบหน้าเท่าที่ควร หลายบริษัทต่างมีโมเดลและผลิตภัณฑ์ต้นแบบ แต่ต้องใช้เวลาพัฒนาไม่ต่ำกว่า 5 ปีจึงพร้อมออกมาใช้งาน และอาจใช้เวลามากกว่านั้นอีกในการผลักดันให้แพร่หลายยิ่งขึ้น
แต่ถามว่าในปัจจุบันอากาศยานไฟฟ้าจะไม่สามารถนำมาใช้ได้เลยโดยสิ้นเชิง ก็อาจไม่เป็นแบบนั้นเสียทีเดียว
แนวคิดด้านอากาศยานที่ใช้ในการเดินทางไกล
ดังที่กล่าวไปข้างต้นว่าผู้พัฒนาอากาศยานกลุ่มนี้เกิดขึ้นมากมาย หนึ่งในนั้นคือ Wright Electric ที่กำลังพัฒนาเครื่องบินพลังงานไฟฟ้าที่มีความจุ 100 ที่นั่ง ด้วยประสิทธิภาพของมอเตอร์ระดับสูงที่ได้รับการพัฒนา พร้อมรองรับทั้งอุตสาหกรรมการบิน การเดินเรือ ไปจนการท่องอวกาศเลยทีเดียว
เครื่องบินรุ่นนี้จะมีขนาดกำลังขับเคลื่อนตั้งแต่ 500 กิโลวัตต์ จนถึง 4 เมกะวัตต์ เป็นเครื่องบินที่สามารถใช้งานในสายการบินเชิงพาณิชย์ได้โดยสมบูรณ์ โดยรุ่นต้นแบบที่กำลังพัฒนามีระยะทางราว 460 ไมล์(740 กิโลเมตร) และพวกเขากำลังมีแผนพัฒนาสร้างเครื่องบินพลังงานสะอาดที่มีระยะทำการไม่ต่ำกว่า 800 ไมล์(1,287 กิโลเมตร)ในอนาคต
อีกหนึ่งแนวทางน่าสนใจคืออากาศยานไฟฟ้า Alia จากบริษัท Beta Technologies ที่ทำสถิติบินไกลเป็นระยะทางถึง 1,400 ไมล์(2,253 กิโลเมตร) ความแตกต่างกับบริษัทอื่นคือ พวกเขาไม่ได้อาศัยการบินรวดเดียวจึงจำเป็นต้องใช้แบตเตอรี่ที่มีความจุแรงดันไฟฟ้ามาก แต่อาศัยการแวะจอดเพื่อชาร์จพลังงานระหว่างทางทดแทนในการเดินทางไกลคล้ายแวะปั๊มน้ำมัน
แนวคิดการพัฒนาของยานยนต์ชนิดนี้ออกแบบมาเพื่อให้ใช้งานคู่กับ เครือข่ายการชาร์จยานยนต์ไฟฟ้าที่กระจายอยู่ทั่วไป โดยปัจจุบันอยู่ในระหว่างการขยายสาขาเพิ่มเติมเพื่อให้ครอบคลุม และพัฒนาให้ระบบของตัวอากาศยานรองรับการชาร์จความเร็วสูงยิ่งขึ้น เพื่อให้สามารถใช้งานอากาศยานชนิดนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ
นอกจากนี้ทางบริษัทยังมีการพัฒนาระบบโซล่าเซลล์เพื่อช่วยให้สร้างพลังงานได้ในช่วงกลางวัน ลดอัตราการเผาผลาญแบตเตอรี่และช่วยให้สามารถทำระยะทางการบินได้ไกลขึ้นอีกด้วย โดยคาดว่าอาจมีรุ่นต้นแบบพัฒนาออกมาให้ทดลองใช้ในปี 2024
เห็นได้ชัดว่าปัจจุบันสำหรับสายการบินพาณิชย์หรือธุรกิจการบิน การเปลี่ยนผ่านไปใช้พลังงานสะอาดยังคงมีข้อจำกัด จากด้านเทคโนโลยีปัจจุบันที่ยังไม่พร้อมรองรับเสียทีเดียว แต่อย่างที่บอกไปว่าทุกชาติต่างเร่งพัฒนาอากาศยานไฟฟ้าต่อเนื่อง อนาคตแห่งเครื่องบินพลังงงานไฟฟ้าอาจมาเร็วกว่าที่คาดก็เป็นได้
ที่มา
https://interestingengineering.com/innovation/first-all-electric-commuter-aircraft-alice
https://interestingengineering.com/transportation/electric-aircraft-completed-1400-mile-trip
https://next.nationtv.tv/innovation/1460
https://next.nationtv.tv/innovation/1394