Um avião elétrico é uma aeronave movida por um ou mais motores elétricos , movidos por baterias , painéis solares ou células de combustível .
Até a década de 2010, os aviões movidos a bateria eram principalmente protótipos, drones ou modelos em escala. Sua produção em massa não é possível por causa de seu desempenho modesto e da concorrência de tecnologias não elétricas mais antigas que são mais eficientes e adequadas para o transporte aéreo , a densidade de energia do armazenamento elétrico permanece muito baixa neste estágio.
O protótipo Solar Impulse 2 do suíço Bertrand Piccard , movido por sua própria produção de eletricidade por painéis solares, teve sucesso em 2015-2016 com a façanha histórica, para uma aeronave elétrica, de dar a volta ao mundo .
Em 2017, o interesse pelo avião elétrico foi reanimado, manifestado pelos anúncios da Airbus e EasyJet da realização de voos comerciais de curta distância até 2027. Este interesse é confirmado em 2020, por vários governos, incluindo o da França, como eixo de relançamento setor aeronáutico para levar em conta as questões climáticas.
Em 1883, Gaston Tissandier e seu irmão Albert controlam um balão usando um motor elétrico.
A França de Charles Renard e Arthur Constantin Krebs é o primeiro dirigível totalmente controlável com propulsão elétrica. Ele fez seu primeiro vôo em9 de agosto de 1884.
Durante a Primeira Guerra Mundial , na Áustria-Hungria, um helicóptero elétrico construído por Petróczy, Kármán e Žurovec fez seu primeiro vôo. O PKZ-1 possui motor de 195 kg , com 6000 rpm e potência de 140 kW , alimentado do solo por cabo elétrico. Seu objetivo é superar as fragilidades dos balões de observação , porém o motor não tinha potência suficiente e pegou fogo após alguns voos.
Desde 1960, objetos mais pesados que o ar voam usando motores elétricos. Eles são principalmente modelos controlados remotamente. É o30 de junho de 1957que o coronel britânico HJ Taplin voa a primeira aeronave controlada por rádio. Seu Radio Queen usa um motor de ímã permanente e uma bateria de zinco-prata .
Os planadores com motor auxiliar são chamados de planadores e podem ter um motor elétrico, como o Lange Antares 20E . Em 1973, Fred Militky e Heino Brditschka transformaram um planador a motor Brditschka HB-3 em um avião elétrico chamado Militky MB-E1. É a primeira aeronave elétrica a aceitar uma pessoa a bordo. Heino voa por 14 minutos.
O 4 de novembro de 1974, o AstroFlight Sunrise (en) faz seu primeiro vôo. É um protótipo não tripulado que usa painéis solares para alimentar seu motor.
O 29 de abril de 1979, o Mauro Solar Riser faz seu primeiro vôo. É uma aeronave monopiloto movida a energia solar com baterias de NiCd. Três horas de recarga em solo proporcionam uma autonomia de 10 minutos de vôo.
O 23 de dezembro de 2007, o Electra é o primeiro avião elétrico a voar 50 quilômetros.
A primeira travessia do canal é feita em 10 de julho de 2015por Hubert Latham a bordo do avião Airbus E-fan .
O projeto Solar Impulse está demonstrando um avião solar sem alimentação externa de combustível, operando com motores elétricos. Uma viagem de 40.000 km ao redor do mundo, onde dois pilotos se revezam na pilotagem da aeronave, ocorreu em 2016.
O helicóptero elétrico Aquinéa Volta fez seus primeiros voos em fevereiro de 2016. Tem autonomia de 15 minutos fornecida por uma bateria de 150 kg .
O 10 de junho de 2020, pela primeira vez, um avião elétrico é certificado por uma autoridade, a Agência Europeia para a Segurança da Aviação : o Pipistrel Velis Electro.
A Suécia e a Islândia decidiram que todos os seus voos domésticos de curta distância terão de ser operados por aeronaves sem combustível fóssil até 2030. A Noruega concedeu às companhias aéreas até 2040 para eliminar os aviões petrolíferos de suas instalações. Mas os primeiros aviões regionais de baixo carbono (o ES-19 da Heart Aerospace e o P-Volt, desenvolvidos em conjunto pelo fabricante italiano de aeronaves Tecnam e o fabricante de motores Rolls-Royce para a empresa regional norueguesa Wideroe) são esperados a partir de 2026 no mercado doméstico rotas.
O UAV SoLong é uma aeronave elétrica com baterias e painéis solares. Ele voou por mais de 24 horas, depois mais de 48 horas na Califórnia em 2005.
O 23 de dezembro de 2007Realizou-se o primeiro voo da aeronave BL1E Electra, com registro F-WMDJ, equipada com motor elétrico (19 kW ) e baterias de polímero de lítio . O piloto - engenheiro de teste Christian Vandamme realiza este vôo de 48 minutos do aeródromo Aspres sur Buëch (Alpes do Sul).
A possibilidade de células a combustível operarem com hidrogênio também está sendo estudada. Em 2008, a pesquisa da Boeing voou em um planador a motor por 20 minutos usando essa técnica.
Durante a década de 2010, vários protótipos ou pequenos aviões movidos a eletricidade foram construídos. Suas características são o peso reduzido e o fato de transportarem apenas um pequeno número de passageiros.
Em 2009, o projeto de avião solar de volta ao mundo Solar Impulse está em desenvolvimento na Suíça . O 7 e8 de julho de 2010, a aeronave realiza um vôo de 26 horas e 9 minutos sem interrupção incluindo uma noite inteira.
O 5 de setembro de 2010, o bimotor MC15E Cri-Cri de fabricação amadora estabeleceu um recorde absoluto de velocidade em um avião 100% elétrico a 262 km / h durante a reunião de Pontoise, na presença dos comissários do Aeroclube de França . Então, essa mesma aeronave atingiu 283 km / h em25 de junho de 2011no Paris Air Show , recorde atestado pelo Aero-Club de France .
O 13 de abril de 2011, o demonstrador MC30E estabelece o primeiro recorde de tipo da Federação Aeronáutica Internacional (FAI) no show AERO Friedrichshafen envolvendo uma aeronave movida a eletricidade, voando a 135 km / h em uma viagem bidirecional de 15 km (FAI classe "R", subcategoria RAL1E , ID 16214). No entanto, a FAI não aceitou essa tentativa por motivos relacionados a erros durante a constituição do arquivo de homologação. Este demonstrador sofreu modificações para instalar um motor melhor adaptado e mais eficiente, com vista a uma nova campanha de recordes FAI no final de 2011. As três tentativas seguintes em altitude, velocidade no circuito e distância no circuito (FAI ID 16495, 16496 e 16497 de 27 de fevereiro de 2012) foram, por outro lado, aprovados pela FAI na categoria RAL1E, tornando-se os primeiros do tipo, exceto aeronaves de propulsão solar e paramotores. Um relatório técnico da campanha de testes no início de agosto de 2011 pode ser visualizado no site do fabricante de motores Electravia . Com uma eficiência energética equivalente a 3,4 g de combustível fóssil gasto por quilômetro percorrido em linha reta e em altitude constante (ou seja, 5 kWh à velocidade máxima de finesse de 125 km / h ), esta aeronave é o objeto voador pilotado no modelo mais econômico de todos os tempos Coloque em operação. O seu potencial de melhoria está longe de se esgotar, a ambição de curto prazo é cair abaixo da barra de 3 g equivalente / km e, a médio prazo, 1 g / km de H 2física ainda a 120 km / h . A 15 final km recorde de velocidade de ida e volta foi fixado em RAL1E a 189,97 km / h em29 de setembro de 2012, então homologado (ID FAI 16638), o MC30E passa a ser o veículo aéreo elétrico mais rápido pilotado com homologação FAI. Desde então, foi ultrapassado em outra categoria (classe FAI C, subcategoria C1b, grupo 6) pelo Long-ESA de Chip Yates, atingindo 225,88 km / h em 15 km e 324,02 km / h em 3 km , estes dois recordes foram quebrados por Klaus Ohlmann (ID FAI 18312), no E-Genius do Akaflieg de Stuttgart e Walter Extra no Extra 330LE com propulsão elétrica (ID FAI 18139), com respectivamente 239,29 e 337,5 km / h . Os registros do MC30E ainda são relevantes hoje.21 de novembro de 2019.
O RX1E é um monoplano chinês e uma aeronave de dois lugares. Ele fez seu primeiro vôo em6 de junho de 2012. Seu peso máximo de decolagem é de 600 kg e sua velocidade máxima de 160 km / h .
O Grupo Airbus revelou em 2014 um protótipo de aeronave elétrica leve, o E-Fan . Em 10 de julho, a aeronave totalmente elétrica E-Fan 2.0 cruzou o Canal da Mancha entre Lydd (Inglaterra) e Calais. Este avião particular de dois lugares destina-se a missões de curto prazo, como treinamento, reboque de planador ou acrobacias. Alimentado por suas baterias de polímero de íon-lítio que acionam dois motores elétricos, ele é capaz de ficar no ar por uma hora para um vôo de treinamento e 30 minutos para um vôo acrobático. Era para ser fabricado em Pau a partir de 2016 a uma taxa de dez aeronaves por ano inicialmente, para entregar os primeiros modelos comerciais entre o final de 2017 e o início de 2018. No final de março de 2017, a Airbus anunciou sua retirada do projeto e o cancelamento da construção da montadora. Um projeto de demonstração de aeronaves comerciais de médio porte, o Airbus E-Fan X (en) , foi lançado no final de 2017 (veja abaixo ).
Em junho de 2016, a aeronave experimental X-57 Maxwell , construída pela NASA , foi apresentada no American Aeronautics Forum. Possui dois motores grandes, usados em vôo de cruzeiro a 280 km / he doze pequenos, destinados à decolagem e aterrissagem.
Em 2020, uma fuselagem Piper PA-46 equipada com um motor elétrico e uma célula de combustível demonstra capacidade de carga para seis pessoas.
Durante 2021, várias empresas estão desenvolvendo aviões com capacidade de um a 19 passageiros . Se o primeiro deles, um biplace, foi certificado desde junho de 2020, a maioria está no oleoduto. Alguns protótipos com quatro ou seis lugares voaram alguns minutos em 2020. Os anúncios de vários fabricantes europeus ( Aura Aero , Heart aeroespacial, Pipistrel ) parecem convergir por volta de 2028 para uma aeronave com capacidade para transportar até 19 passageiros de cerca 500 km .
O principal fator limitante é a densidade de energia das baterias, expressa em Wh / kg , que deve aumentar por um fator de dois entre 2020 e 2027. Enquanto uma bateria do tipo Tesla tem (em 2020) uma densidade de 250 Wh / kg , duas toneladas de baterias, duas vezes mais densas, forneceriam 1 MW por uma hora e impulsionariam uma aeronave a 500 km / h .
Uma linha de desenvolvimento relativa à hibridização com um motor convencional está sendo perseguida por certos fabricantes para acelerar a transição para um modo totalmente elétrico, como o automóvel.
A Ampaire está desenvolvendo o Eco Twin Otter , uma aeronave para 19 passageiros com propulsão híbrida. Em outubro de 2020, a empresa realizou um voo de mais de 500 km com base em um Cessna 337 Skymaster , bimotor push-pull de quatro lugares, transformado em híbrido-elétrico.
Em fevereiro de 2021, a empresa anunciou sua aquisição pela Surf Air Mobility, especializada em retrofit de aeronaves térmicas.
Em janeiro de 2021, a Aura Aero anunciou que estava desenvolvendo, além de uma versão elétrica de suas acrobacias de dois lugares chamada Integral, uma aeronave de transporte regional elétrica para 19 passageiros. Esta PME, fundada em 2018, inaugura a sua fábrica em abril de 2021 no antigo aeroporto militar de Toulouse Francazal. Sua aeronave Intégral R de dois lugares para acrobacias e o exército fez seu primeiro vôo em junho. A Aura Aero está planejando um primeiro vôo do Electric Integral S para escolas de vôo em 2022 e entrada em serviço em 2023, e está preparando uma aeronave de transporte regional de 19 assentos: ERA (Electrical Regional Aircraft) equipada com baterias estruturais para conter o peso e de um turbogerador a óleo produzindo eletricidade adicional além de 400 quilômetros; o primeiro voo está previsto para 2024 e a entrada em serviço em 2026.
Desde 2017, a empresa embarcou no desenvolvimento de duas aeronaves de propulsão híbrida: um tandem de dois lugares (Alérion M1h) e um de seis lugares (Alcyon M3c). Anuncia disponibilidade em 2026.
A Bye Aerospace desenvolve o eFlyer desde 2014, que vem em duas versões: uma de dois lugares e uma de quatro lugares. A empresa anuncia em novembro de 2020 uma parceria com a Safran para seu motor, que também equipa o Cassio. A empresa também está trabalhando com a Garmin em aviônicos. O eFlyer 2 de dois lugares deve ser capaz de voar entre 100 e 250 km / h . Sua autonomia anunciada em cruzeiro econômico a 175 km / h é de 400 km (com reservas VFR). A empresa afirma em março de 2021 ter 721 pedidos distribuídos uniformemente em seus dois modelos, sem especificar a data de certificação. Também anuncia fornecer um modelo de 8 lugares.
Dentro junho de 2019, a start-up israelense Eviation apresenta no Paris Air Show seu avião elétrico Alice, projetado para nove passageiros e dois tripulantes, com autonomia de 1.000 km ; sua bateria de íon-lítio de 900 kWh responde por mais de 60% de suas 6,35 toneladas e pode voar a uma velocidade de cruzeiro de 520 km / h , de acordo com seus projetistas.
H55 é um spin-off do projeto Solar Impulse , liderado por André Borschberg . A empresa especializada em correntes de propulsão elétrica desenvolve o Bristell Energic Flight Trainer para a BRM Aero desde abril de 2017, uma máquina de treinamento de dois lugares. O H55 tem como objetivo a certificação no final de 2021 para comercialização em 2022.
Em setembro de 2020, a empresa sueca Heart Aerospace anuncia que está desenvolvendo o ES-10, uma aeronave elétrica para 19 passageiros, para 2026. Teria um alcance de 400 km . Os primeiros mercados visados pela empresa são os serviços para aeródromos escandinavos.
Em outubro de 2019, o Instituto Chinês de Pesquisa da Aviação Geral de Liaoning realizou o primeiro voo de seu RX4E de quatro lugares, anunciado como voando 1h30 e com capacidade de 300 km. É equipado com bateria de 300 Wh / kg para 70 kWh. O avião pesa 1,2 toneladas.
A Pie Aeronefs SA é uma fabricante suíça de aeronaves 100% elétricas localizada no Cantão de Vaud . Fundado em 2020, tem como objetivo trazer ao mercado até 2030 um avião quatro lugares para igual ou melhor desempenho que os dispositivos de pistão tradicionais, graças à propulsão elétrica distribuída (in) .
Antes de abordar esta nova tecnologia, participará a partir de 2022, como única equipe suíça e com o nome de "Team Pie Aeronefs", do campeonato mundial de corrida de aeronaves elétricas: Air Race E (fr) . Para isso, a empresa está construindo um avião de corrida 100% elétrico: o UR-1. A aeronave, com massa de 400 kg e equipada com motor de 150 kW (aproximadamente 200 cv ), deve atingir mais de 300 nós ( 550 km / h ). Seu primeiro vôo é anunciado para o final de 2021.
Em março de 2018, o clube aeronáutico de Fresno (Califórnia) encomendou quatro Alpha Electro ao fabricante esloveno Pipistrel , especialista em pequenas aeronaves de treinamento. Equipado com motor de 50 kW , esse avião elétrico de dois lugares, destinado a escolas de vôo, tem autonomia de vôo de uma hora e meia. Desde fevereiro de 2019, a Federação Aeronáutica Francesa (FFA) está usando esta aeronave no aeródromo Toussus-le-Noble .
A Agência Europeia para a Segurança da Aviação (EASA) anuncia o10 de junho de 2020sua primeira certificação para uma aeronave totalmente elétrica: o Pipistrel Velis Electro. Este biplace tem autonomia de uma hora a uma velocidade de cruzeiro de 170 km / h . Por não fazer mais barulho do que uma grande máquina de lavar (60 dB ), pode sobrevoar áreas habitadas sem causar os habituais conflitos entre residentes e aeroclubes. Segundo o fabricante, são necessárias duas horas para carregar a bateria a 100% a partir de 30%.
O fabricante afirma em junho de 2020 ter 120 pedidos . A empresa Green Aerolease, sediada em Brest, anunciou emJaneiro de 2021 solicitar 50 dispositivos para locação.
A Pipistrel também anunciou um híbrido e uma versão totalmente elétrica de seu Panthera Travel de quatro lugares .
Em fevereiro de 2021, a fabricante revelou seu projeto para uma aeronave de transporte regional de 20 lugares. Pretende ser colocado em serviço entre 2028 e 2030 para ligações de 200 km a 1.000 km .
A Tecnam anuncia em outubro de 2020 a construção de um avião de nove passageiros (mais dois pilotos), o P-Volt, baseado em seu P2012 (in) , em colaboração com a Rolls-Royce que adquiriu a divisão responsável por motores elétricos da Siemens . Em março de 2021, a parceria se estende à companhia aérea norueguesa Wideroe .
A francesa VoltAero anunciou que está desenvolvendo o Cassio, uma aeronave híbrida que estaria pronta em 2023 e disponível em três versões de quatro, seis e dez assentos. O desenvolvimento está sendo feito em parceria com a belga SONACA , responsável pela fuselagem, e a francesa Safran, pelo motor.
Em 25 de setembro de 2020, a startup ZeroAvia (en) realiza o primeiro vôo de um avião de seis lugares, um Piper tipo M equipado com um motor elétrico alimentado por uma célula de combustível alimentada por hidrogênio comprimido. Ela planeja um vôo de 400 km antes do final de 2021. Tem como objetivo comercializar seu sistema de propulsão antes de 2024 para aviões de 10 a 20 assentos, em 2026 para aviões de 50 a 100 assentos e em 2030 para médio curso de 100 a 200 assentos com capacidade para 3.200 km .
A empresa Zunum Aero, auxiliada pela Boeing e JetBlue , anunciou em outubro de 2017 a realização em 2022 de uma aeronave híbrida capaz de transportar 12 pessoas a uma velocidade de 550 km / he com autonomia de 1.100 km .
Dentro dezembro de 2019, o hidroavião elétrico de Havilland Beaver DHC-2 ePlane faz seu vôo inaugural em Vancouver; equipado com um motor Magni500 de 560 kW, pode transportar seis passageiros.
Dentro Maio de 2020, o eCaravan, um Cessna Caravan de nove lugares equipado com o mesmo motor elétrico Magni500 de 560 kW , faz seu primeiro vôo.
Depois de lançar em abril de 2017 o E-Fan , Airbus , Rolls-Royce e Siemens anunciaram em novembro de 2017 o projeto Airbus E-Fan X (in) . Consiste em testar a propulsão híbrida em uma aeronave do tipo regional (90 assentos). Os três grupos querem construir um demonstrador de vôo até 2020; um reator deve ser substituído, dos quatro aviões de teste BAE146, por um motor elétrico de 2 MW , então dois se forem bem-sucedidos. Em comparação, o E-Fan funciona com dois reatores de 30 quilowatts. O projeto está abandonado emabril de 2020, vítima em particular da crise global ligada à epidemia de Covid-19 .
O plano de recuperação da aeronáutica apresentado em 9 de junho de 2020 pelo governo francês estabelece o objetivo de lançar em 2035 a primeira aeronave "verde" ou "emissão zero de CO 2 ". ”, E não em 2050 como inicialmente previsto. O projeto envolve várias fases: lançamento do “sucessor do Airbus A320” por volta de 2030, com o objetivo de reduzir o consumo de combustível em 30%, enquanto se prepara a próxima etapa, a passagem para o hidrogénio por volta de 2035; um primeiro protótipo ou demonstrador deve ver a luz do dia por volta de 2026-2028; uma aeronave regional híbrida também deve ser projetada antes do final da década.
A Boeing NeXt , uma divisão da fabricante aeroespacial americana, está desenvolvendo o Boeing Passenger Air Vehicle (PAV), uma aeronave elétrica de pouso e decolagem vertical.
Em setembro de 2017, a empresa Easyjet anunciou a operação comercial até 2027 em viagens curtas, em associação com a start-up americana Wright Electric, de aparelhos quase inteiramente elétricos com um alcance máximo de 540 quilômetros e com capacidade de 120 a 220 passageiros. Voos com zero emissões diretas de CO 2estão previstos antes de 2037. Dois dias depois, Bertrand Piccard reage afirmando que voos comerciais em aviões elétricos são perfeitamente possíveis. Em outubro de 2018, a Easyjet especificou seu cronograma de desenvolvimento: primeiro voo em 2019 de um protótipo de nove lugares, depois o desenvolvimento de uma versão de 50 lugares e finalmente uma versão de 150 ou 180 lugares, incluindo o serviço comercial está previsto para 2030 e será usado para voos de cerca de 500 quilômetros entre o Reino Unido e a Europa, como a ligação entre Londres e Amsterdã, a segunda mais movimentada do Velho Continente.
A tabela a seguir resume as entregas de aeronaves elétricas em todo o mundo por modelo.
| Q1 2020 | 2º trimestre de 2020 | 3º trimestre de 2020 | Quarto trimestre de 2020 | 1º trimestre de 2021 | |
|---|---|---|---|---|---|
| Pipistrel Velis Electro | 0 | 0 | 5 | 8 | 14 |
| Total | 0 | 0 | 5 | 8 | 14 |
A democratização do uso de novas tecnologias de baterias, em especial os acumuladores de Lítio-Polímero (LiPo) , que, com peso reduzido e maior durabilidade, substituem as baterias de NiMH ou NiCd ; bem como motores brushless permitem melhor desempenho para aeromodelos elétricos.
Os drones de lazer, popularizados a partir da década de 2010, são quase sempre movidos a eletricidade.
O recorde mundial de duração de um voo sem desligar o motor foi estabelecido na França em 30 de julho de 2008em Selles-Saint-Denis pela equipe de Vincent Labrouve e Daniel Lentin com aparelho Volenbulle XXL, com tempo de 12 h 36 min 46 s .
O recorde mundial de tempo e distância com a energia solar é feito em 15 de julho de 2014Roger Thierry e Patrick Vallet com 4 h 55 vôo e 130 km percorrida.