Какой тип двигателя эффективнее - мировые рекорды по времени полета дронов

Испанская компания Quaternium побила собственный рекорд использования бензиновых и электрических дронов, совершив 10-часовой 14-минутный полет. Но как эти результаты соотносятся с водородным двигателем и аккумуляторными батареями и каковы последствия для развивающегося рынка eVTOL?

Рекорды о времени полета дронов не делают особенно захватывающим просмотр видео, но они представляют собой интересный способ следить за последними достижениями в области накопления энергии в мультикоптерах и эффективности её применения. Продолжительность полета - самая большая техническая проблема, которую необходимо решить, чтобы устройства eVTOL стали более коммерчески выгодны для использования, и последняя проблема, которую осталось бы решить - получение сертификатов авиационных органов – которые могут в будущем стать дороже.

Рекорды Quaternium

Поэтому, когда мы недавно получили новости о том, что Quaternium преодолел 10-часовую отметку с помощью электрического квадрокоптера, использующего 2-тактный двигатель внутреннего сгорания и 16 литров (4,2 галлона) бензина с октановым числом 95 в качестве расширителя диапазона, мы задались вопросом, что будет, если сравнивать этот способ выработки энергии с другими. Видео о Quaternium можно посмотреть ниже.

Мы знаем, что аккумуляторная батарея – не самый эффективный источник питания, поэтому неудивительно, что показатель времени полета с ней намного ниже. Текущий мировой рекорд Гиннеса по времени полета дронов с батарейным питанием – относительно высокий показатель, который был поставлен еще в 2015 года.

Сайт Оксуз из Стамбула смог продержаться 1 час 51 минуту 51 секунду в воздухе на устройстве весом в 5 кг (11 фунтов). И хотя современные устройства способны функционировать гораздо дольше, кажется неразумным ожидать, что они смогут оставаться в воздухе на протяжении 10 часов.

Водород – его преимущества и недостатки

С другой стороны, водород более сложен в обращении и менее энергоэффективен с точки зрения выработки энергии и выходной мощности, но он дает значительные преимущества в плотности энергии при использовании в электрической установке топливного элемента. И эти преимущества плотности энергии усугубляются, когда водород хранится криогенно в виде жидкости. Еще в апреле 2019 года южнокорейская компания MetaVista установила 6-литровый баллон с жидким водородом и силовой модуль на топливных элементах Intelligent Energy мощностью 800 Вт на квадрокоптер и зафиксировала самый продолжительный в истории полет, показавший невероятные 12 часов, 7 минут и 5 секунд.

Таким образом, 6-литровый бак сжиженного водорода превосходит 16 литров бензина почти на 20 процентов. Такие цифры подталкивают к тому, чтобы водород стал экологически чистым авиационным топливом будущего. Но проблемы на этом не заканчиваются. Жидкий водород только начинает выходить из лабораторий космических технологий , где он десятилетиями использовался в качестве ракетного топлива в сочетании с жидким кислородом. Его нужно хранить очень холодным, потому что он кипит при -252,9 ° C (-423,2 ° F) и, следовательно, требует особого обращения.

Его плотность энергии по массе превосходна, но по объему она ужасна, поэтому резервуары должны быть довольно большими, а крошечные молекулы водорода имеют тенденцию ускользать между зазорами в молекулярной структуре любого контейнера, в котором вы пытаетесь его хранить, и вытекать со скоростью около 1 процента в день, что делает невозможным долгосрочное хранение.

Но он может быть произведен с использованием экологически чистой электроэнергии, и может быть полезен в аэропортах для быстрой заправки самолетов. Увеличение дальности и времени полета дает существенные выгоды для эксплуатантов самолетов. Такими темпами водород точно станет тем видом топлива, без которого не обойтись.