Десять вентиляторов, 19 кресел и одна тяжёлая батарея: сможет ли китайский CE-25A стать настоящим авиалайнером?
На первый взгляд новый китайский самолёт выглядит так, словно кто-то взял обычный региональный лайнер и заменил два турбовинтовых двигателя десятью огромными компьютерными кулерами. По пять круглых вентиляторов расположены вдоль каждого крыла, на фюзеляже красуется эмблема COMAC, а внутри обещают разместить 19 пассажиров. Никакого керосина — только аккумуляторы, электромоторы и заявленная дальность до 500 километров.
Проект называется CE-25A. Впервые его показали в виде модели ещё в 2023 году, но теперь в Сети появились фотографии полноразмерной машины с китайским гражданским регистрационным номером B-0EFH. Это уже не красивый макет для выставки: перед нами самолёт, стоящий на аэродроме и, по всей видимости, подготовленный как минимум к наземным испытаниям.
Остаётся один неудобный вопрос: способен ли он летать с девятнадцатью пассажирами на заявленные 400–500 километров?
Самолёт существует, но летал ли он?
Появившиеся фотографии дают хороший повод для осторожного оптимизма. CE-25A имеет законченный фюзеляж, остекление кабины, шасси, оперение, полноценное крыло и десять установленных в нём вентиляторов. Внешне это не грубый аэродинамический стенд, а почти готовый экспериментальный самолёт.
Однако COMAC пока не объявляла о первом полёте полноразмерной машины. Известно только, что ранее была проведена проверка уменьшенного демонстратора. Китайское исследование развития электрической авиации прямо говорит о выполненном полёте масштабной модели CE-25A, а не представленного теперь полноразмерного аппарата. Его нынешний статус может находиться где угодно между статическим образцом, машиной для наземных испытаний и готовящимся к полёту прототипом.
Тем не менее переход от выставочной модели к настоящему самолёту — уже серьёзный шаг. Большинство проектов электрических авиалайнеров прекрасно чувствуют себя в презентациях, пока инженеры не начинают считать массу аккумуляторов, прокладывать силовые кабели и выяснять, куда отводить тепло от электродвигателей. CE-25A по меньшей мере добрался до стадии, на которой эти проблемы приходится решать в металле.
Зачем самолёту десять вентиляторов
Самая заметная особенность CE-25A — распределённая электрическая силовая установка. Вместо двух крупных двигателей он получил десять небольших электромоторов с вентиляторами в кольцевых каналах. Все они встроены в крыло и должны работать как единая система.
Для обычного турбовинтового самолёта такая схема была бы слишком сложной. Десять газотурбинных двигателей означали бы десять компрессоров, десять камер сгорания, десять топливных систем и катастрофические расходы на обслуживание. Электромотор устроен значительно проще, поэтому разделить необходимую мощность между несколькими установками становится технически возможным.
Распределённая тяга позволяет обдувать большую часть крыла и увеличивать подъёмную силу на малых скоростях. В теории это помогает сократить разбег, уменьшить площадь крыла или улучшить управляемость при взлёте и посадке. Тягу отдельных вентиляторов можно регулировать независимо, используя её не только для разгона, но и для управления самолётом.
Есть и потенциальное преимущество в надёжности. Отказ одного из десяти двигателей не обязательно приводит к потере половины тяги, как на двухмоторной машине. Система может отключить повреждённый агрегат и перераспределить мощность между оставшимися.
Но десять двигателей — это не десятикратная безопасность. Каждый вентилятор получает собственный мотор, силовую электронику и систему управления. Через крыло проходят высоковольтные кабели, а вырабатываемое ими тепло необходимо отводить. Одновременный отказ нескольких двигателей может возникнуть не из-за поломки самих моторов, а из-за общей проблемы с аккумулятором, охлаждением, программным обеспечением или электрической сетью.
Кольцевые каналы тоже не достаются бесплатно. Они защищают лопасти и позволяют лучше контролировать воздушный поток, но добавляют массу и аэродинамическое сопротивление. На высокой скорости неправильно спроектированный канал способен превратиться из усилителя тяги в тяжёлый тормоз. Поэтому CE-25A фактически испытывает не просто электродвигатели, а всю идею интеграции силовой установки в крыло.
Главный противник — не воздух, а масса
Электромотор почти идеально подходит для самолёта. Он компактен, быстро реагирует на команды, имеет мало движущихся деталей и может преобразовывать в механическую работу более 90 процентов полученной электроэнергии. Газотурбинный двигатель заметно менее эффективен и выбрасывает значительную часть энергии в виде тепла.
Проблема начинается не в двигателе, а в источнике энергии.
Авиационный керосин содержит примерно 12 киловатт-часов энергии на килограмм. Современные промышленные литиевые аккумуляторы достигают примерно 300 ватт-часов на килограмм на уровне отдельных ячеек, а готовая батарея с корпусом, охлаждением, проводкой и системами защиты получается ещё тяжелее.
Даже с учётом высокой эффективности электромоторов разница остаётся огромной. Кроме того, самолёт сжигает топливо и постепенно становится легче, тогда как разряженная батарея весит столько же, сколько заряженная. Электрическая машина должна садиться практически с той же массой, с которой взлетела.
Китайские специалисты называют аккумулятор ключевым ограничением электрической авиации. В одном из профильных исследований предполагается, что для регионального самолёта на 14 пассажиров с дальностью 470 километров потребуется батарея с удельной энергией около 500 ватт-часов на килограмм. Такой уровень ожидается примерно к 2030 году. Для сравнения: CE-25A уже сейчас обещает перевозить 19 человек на 400–500 километров.
Именно здесь заявленные характеристики начинают выглядеть особенно смело. Возможно, COMAC рассчитывает на новые аккумуляторы CATL, с которой компания сотрудничает в области электрической авиации. Возможно, реальная дальность с полной загрузкой окажется меньше. Не исключён и третий вариант: нынешний CE-25A создаётся главным образом для испытания распределённой силовой установки и никогда не будет перевозить девятнадцать пассажиров на 500 километров.
Он уже проигрывает обычному турбовинтовому самолёту
По размерам и вместимости CE-25A близок к Beechcraft 1900 — классическому 19-местному региональному самолёту. Американская машина развивает крейсерскую скорость около 520 километров в час и с полной пассажирской загрузкой может преодолеть приблизительно 700 километров. Китайский электросамолёт должен лететь со скоростью около 400 километров в час, а его заявленная дальность ограничена 400–500 километрами.
Если сравнивать только цифры, CE-25A выглядит хуже: медленнее, летит ближе и потребует времени на зарядку. Но COMAC, вероятно, не пытается заменить им все турбовинтовые самолёты. Ему нужна узкая ниша, в которой недостатки аккумуляторов можно компенсировать низкой стоимостью энергии и обслуживания.
Такой самолёт мог бы соединять острова, небольшие города и удалённые районы, расположенные в нескольких сотнях километров друг от друга. На этих линиях большой авиалайнер не заполняется, поезд не всегда существует, а автомобильная дорога делает огромный крюк. Электромоторы теоретически требуют меньше обслуживания, производят меньше шума и позволяют выполнять частые короткие рейсы из небольших аэропортов.
Однако экономика сойдётся только при высокой интенсивности полётов. Если после каждого рейса самолёт будет несколько часов стоять у зарядной станции, преимущество дешёвой электроэнергии исчезнет. Быстрая зарядка, в свою очередь, ускоряет износ батарей и требует мощной наземной инфраструктуры. Небольшому провинциальному аэродрому придётся получить электрическую сеть, способную за короткое время передавать энергию, сопоставимую с потреблением целого жилого квартала.
Именно поэтому создать самолёт может оказаться проще, чем создать систему, в которой он будет зарабатывать деньги.
Почему остальные переходят на гибриды
Китай — не единственная страна, пытающаяся построить 19-местный электрический самолёт. Шведская Heart Aerospace первоначально разрабатывала полностью аккумуляторный ES-19 с дальностью около 400 километров, но позднее отказалась от этой схемы в пользу более крупной гибридной машины.
Французская AURA AERO создаёт 19-местный ERA с восемью электродвигателями. Однако энергию для них должны вырабатывать два турбогенератора, а аккумуляторы будут использоваться лишь на отдельных этапах полёта. Благодаря гибридной системе заявленная дальность достигает 1500 километров — втрое больше, чем у CE-25A. Первый полёт прототипа ожидается не ранее 2027 года.
Даже NASA не смогло довести до полёта значительно меньший экспериментальный X-57 Maxwell. Он должен был получить четырнадцать электромоторов и продемонстрировать преимущества распределённой тяги, но программа завершилась после наземных испытаний. Инженеры столкнулись с проблемами экспериментального оборудования и не успели довести машину до безопасного лётного состояния. При этом X-57 весил около 1,4 тонны и был рассчитан всего на несколько человек — китайский CE-25A должен быть во много раз крупнее.
Это не доказывает невозможность китайского проекта. Оно лишь показывает масштаб задачи. Электрический самолёт должен быть не просто способен оторваться от полосы. Ему необходимо безопасно продолжить полёт после отказа двигателя, аккумуляторного модуля или силовой электроники, выдержать перегрев и повреждение батареи, сохранить резерв энергии для ухода на запасной аэродром и затем подтвердить всё это перед авиационными регуляторами.
Зачем тогда COMAC строит CE-25A
Даже если CE-25A никогда не поступит в авиакомпании, проект нельзя считать бесполезным. Китайская промышленность получает полноразмерную лабораторию для испытания мегаваттных электрических систем, электромоторов, инверторов, аккумуляторов, охлаждения и цифрового управления распределённой тягой.
Полученные технологии могут пригодиться там, где дальность не так критична: на беспилотных транспортных самолётах, аэротакси, разведывательных аппаратах или гибридных машинах. Электрическая трансмиссия позволяет разместить генератор в одной части самолёта, а двигатели — в другой, не соединяя их длинными валами. Для конструкторов это открывает компоновочные возможности, которых почти нет у обычной авиации.
У Китая имеется ещё одно преимущество — огромная аккумуляторная промышленность. Но автомобильную батарею нельзя просто установить в самолёт. В автомобиле загоревшуюся машину можно остановить и покинуть. На высоте нескольких километров экипаж должен удерживать пожар внутри батарейного отсека до посадки. Авиационные аккумуляторы обязаны сочетать высокую энергоёмкость, малую массу, устойчивость к перепадам давления и температуры, большой ресурс и способность переживать повреждение отдельных ячеек.
CE-25A нужен именно для того, чтобы выяснить, насколько близко китайская промышленность подошла к решению этой задачи.
Самолёт из ближайшего будущего — но ещё не авиалайнер
Появление полноразмерного CE-25A — событие значительно более важное, чем очередная презентация электрического самолёта. COMAC перешла от модели к настоящей машине, на которой можно испытывать силовую установку, аэродинамику и управление. Но пока нет подтверждения её первого полёта, характеристик батареи и способности поднять полную коммерческую нагрузку.
Поэтому CE-25A пока рано называть готовым региональным авиалайнером. Скорее, это экспериментальный самолёт размером с авиалайнер — машина, на которой Китай собирается проверить, можно ли растянуть возможности аккумуляторов до границы, за которой начинается настоящая пассажирская авиация.
Десять вентиляторов здесь выглядят наиболее необычной частью конструкции. В действительности главная технология спрятана внутри фюзеляжа. Если китайцам удастся создать достаточно лёгкую, безопасную и долговечную батарею, CE-25A действительно сможет открыть новую нишу коротких региональных перевозок. Если нет, он останется очень полезной летающей лабораторией.
И это вовсе не поражение. Иногда первый электрический авиалайнер строят не для того, чтобы продавать билеты, а для того, чтобы понять, каким должен быть второй.
