مهندسین در طول تاریخ برای ساخت هواپیما های الکترونیکی همواره با دو چالش مواجه بوده اند. باتری هایی که موتور های الکترونیکی را به حرکت در می آوردند بسیار سنگین بودند و میزان انرژی نگهداری شده در آن ها به قدر کافی نبود. البته پیامد های شکست نیز بسیار بالا بوده است چرا که کمبود انرژی به سقوط حتمی می انجامید.
اما در سال های اخیر بر طبق گفته های پال پیترسون که رئیس شرکت دانش هوا نوردی ولتا ولار در ایالت های اورگان و پورتلند است، موتور ها و باتری های الکترونیکی به اندازه کافی قوی و بهینه شده اند تا بتوان پرنده های الکترونیکی یا حداقل هیبریدی ساخت.
در فصل جاری این شرکت پرنده چهار نفره GT4 را که بر اساس قالب استاندارد هوایی ساخته شده را آزمایش می کند. نیروی این پرنده الکترونیکی بوسیله موتوری هیبریدی مشابه آنچه در شورلت ولت به کار رفته شده تامین می شود و همچنین به یک مخزن سوخت پشتیبان نیز مجهز است.
یک هواپیمای الکترونیکی با توجه به عملکرد می تواند بسیار ارزان تر از یک هواپیمای معمولی باشد. سفر 200 مایلی با هواپیمای الکتریکی یک نفره 20 دلار انرژی مصرف می کند در حالی که همین عدد برای هواپیمای معمولی 80 دلار برای سوخت هواپیما است در عین حال که به دلیل وجود تنها یک قطعه متحرک در موتور الکتریکی هزینه نگهداری نیز کاهش پیدا می کند. پیترسون می افزاید که این کاهش در هزینه ها در کنار مدل های اشتراک در خرید هواپیما موجب دسترسی وسیع‌تر به هوانوردی شخصی خواهد شد.
پیکربندی بدنه کانارد: تیم پیترسون در گام نخست بر روی یک بدنه کانارد توافق کردند که بر اساس بال های کوتاه متقاطع در نزدیکی دماغه هواپیما (canard) و پروانه جاسازی شده در جلو که موجب پیش‌روی هواپیما در هوا می شود نام گذاری شده است. این طراحی سه باله فضای زیادی را برای طراحان جهت جاسازی باتری ها به ارمغان آورد.
پروانه های کامپوزیت کربن: هواپیمای GT4 دارای چهار پره از جنس کامپوزیت کربن است، این پره ها از نمونه های چوبی یا فلزی آن سبک تر و در عین حال به قدر کافی در برابر گشتاور سنگین و ناگهانی ناشی از موتور الکترونیکی مقاوم است.
انتقال قدرت هیبریدی: هواپیمای GT4 توانایی برخاستن، صعود و پیمودن 300 مایل با یک بار شارژ باتری را دارد. زمانی که شارژ این باتری ها به 25 درصد می رسد، سیگنال های کنترلی به موتور سوختی فرستاده می شود تا کار خود را آغاز کند. این موتور ها با کار خود برق لازم را برای شارژ مجدد باتری ها فراهم می آورند.
موتور الکترونیکی: موتور الکترونیکی GT4 که از تلفیق دو موتور کوچکتر ساخته شده است، در یک محفظه آلمینیومی قرار گرفته است و می تواند تا 600 اسب بخار قدرت را در لحظه و 400 اسب را در طول پرواز به صورت پایدار تولید کند. این موتور تفاوت زیادی با موتور های احتراق داخلی دارد که برای تعیین مشکلات آنها و نیز بازدید های دوره ای مکانیک بایستی یک هفته وقت بگذارد. موتور این هواپیما تنها با اتصال به یک لپ تاپ بوسیله کابل USB عیب یابی می شود!
باتری های ماشین های الکترونیکی: این باتری 900 پوندی از جنس پولیمر لیتیوم با 236 سلول که هریک به اندازه یک کتاب هستند تشکیل شده است. سیستم هیبریدی انتقال قدرت GT4 از وزن موتور سوختی نیز که برای حمل این همواپیما در ابتدا طراحی شده است سبک تر است، لذا مهندسین می توانند به سادگی مرکز ثقل آن را با اضافه کردن تعداد باتری ها متعادل گردانند.
موتور سوختی کم مصرف: یک موتور 1.5 لیتری مجهز به سوپر شارژر، به عنوان پشتیبان سیستم الکترونیکی استفاده شده است که به یک مخزن 23 گالنی در مرکز بدنه تعبیه شده متصل می باشد. با استفاده از توان این موتور مسافت پروازی این پرنده به 1000 مایل افزایش می یابد. البته این تا زمانی است که باتری ها به قدر کافی بهینه شده باشند تا با برداشتن این موتور و منبع آن به یک هواپیمای کاملا الکترونیکی دست یابیم.
+منبع
