Với 140.000 đô la, bạn có thể bay chiếc máy bay điện của riêng mình. Công ty Pipistrel của Slovenia bán Alpha Electro, chiếc máy bay điện đầu tiên được Cơ quan Hàng không Liên bang Mỹ (FAA) chứng nhận là đủ điều kiện bay vào năm 2018. Nó có trọng lượng chỉ 811 pound (368 kg), chạy bằng bộ pin 21 kWh. Trong khoảng 90 phút, chiếc máy bay huấn luyện phi công sẽ giữ bạn và một người bạn đồng hành ở trên cao mà không cần đốt một giọt nhiên liệu hóa thạch.
Những người trong chúng ta không có bằng phi công sẽ phải đợi lâu hơn để được bay máy bay không có khí thải – nhưng không lâu nữa đâu. Đối với tất cả những thách thức của nó, năm 2020 đã được chứng minh là một năm quan trọng đối với hàng không chạy điện. Máy bay điện thiết lập kỷ lục khoảng cách mới, nhân rộng các đường bay thương mại ngắn, sự để ý của quân đội Mỹ và thu hút người mua từ các hãng hàng không lớn.
Và vào tháng 6, các cơ quan quản lý châu Âu đã cấp cho một máy bay khác của Pipistrel, Velis Electro chạy điện đầu tiên trên thế giới, coi toàn bộ thiết kế máy bay an toàn và sẵn sàng để sản xuất hàng loạt (khả năng bay chỉ chứng nhận từng máy bay).
Nhiều hơn nữa đang đến. Trong vòng hai năm, bạn sẽ có thể xem Air Race E, cất cánh cách mặt đất chỉ 32 feet (10 mét) với vận tốc 280 dặm / giờ (450 km / giờ). Các nhà nghiên cứu cất cánh và hạ cánh thẳng đứng bằng điện (eVTOL) Archer, Joby và Beta đang thử nghiệm các chuyến bay chạy bằng pin của họ về câu hỏi để được chứng nhận.
John Hansman, Giám đốc Trung tâm Vận tải Hàng không Quốc tế của MIT, và một phần của công ty khởi nghiệp máy bay điện lai Electra cho biết: “Bạn đã thấy một số rung chuyển trong ngành hàng không điện, nhưng cũng hãy thấy nó tiến gần hơn đến thực tế” . “Rõ ràng là sẽ có sự xuất hiện của một loại máy bay điện mới. Năm tới, bạn sẽ thấy các máy bay hybrid và pin được đưa vào hoạt động hoặc sắp được đưa vào sử dụng ”.
Sự tiến bộ vượt bậc trong pin, động cơ điện và các phần cứng khác được lắp đặt trong ô tô điện – cũng như hàng trăm triệu đô la trong các ứng dụng hàng không – đã đưa công nghệ điện tiến gần hơn đến việc cất cánh thương mại sau nhiều năm nghi ngờ. Đến năm 2035, ngân hàng đầu tư UBS ước tính, ngành hàng không sẽ là 25% hybrid hoặc hoàn toàn bằng điện.
Nhưng sự phát triển không phải là không có khó khăn. Vào tháng 1, một nguyên mẫu chạy hoàn toàn bằng điện của Efining đã bốc cháy trong quá trình thử nghiệm trên mặt đất tại một sân bay Arizona, có thể là do pin quá nóng (công ty cho biết nó sẽ đi vào hoạt động vào năm 2022). Uber đã bán bộ phận hàng không của mình, Elevate, cho công ty khởi nghiệp Joby vì triển vọng tài chính cho việc cất cánh và hạ cánh thẳng đứng bằng điện (eVTOL) vẫn còn quá xa so với lợi nhuận đối với bảng cân đối kế toán đang gặp khó khăn của Uber.
“Có một sự khác biệt lớn giữa một chiếc máy bay trình diễn và một chiếc máy bay mà bạn đang cố gắng chứng nhận,” Hansman nói, đề cập đến một quy trình FAA đòi hỏi hàng trăm triệu đô la trong gần một thập kỷ. Nhưng cuộc đua hàng không điện mới đang diễn ra. Ai sẽ là người đầu tiên chứng nhận máy bay điện thương mại?
Tại sao lại sử dụng điện cho hàng không?
Một nửa đường bay toàn cầu là ngắn hơn 500 dặm. Đó là điểm tuyệt vời cho máy bay điện. Ít bộ phận chuyển động hơn, ít bảo trì hơn và điện rẻ đồng nghĩa với việc chi phí có thể giảm hơn một nửa xuống còn khoảng 150 đô la mỗi giờ (những chiếc máy bay nhỏ hơn như Pipistrel’s có giá chỉ vài đô la). Đối với các hãng hàng không, điều này làm cho các đường bay hoàn toàn mới hiện được bao phủ bởi ô tô và tàu hỏa (và có lãi) nhờ chi phí nhiên liệu, bảo trì và nhân công thấp hơn.
Động cơ đẩy điện gần như giải quyết được một vấn đề khác của ngành hàng không: khí thải carbon. Hàng không thải ra hơn 2% lượng khí thải CO2 của thế giới và nó có thể đạt gần một phần tư vào giữa thế kỷ này. Khi không có nhiên liệu thay thế sẵn sàng rời khỏi mặt đất và số lượng hành khách đi máy bay sẽ tăng gấp đôi vào năm 2035, điện có thể mang lại cho ngành công nghiệp hướng đi tốt nhất trong một thế giới hạn chế về khí hậu.
Điều đó có khả năng biến năm 2021 trở thành năm của phương tiện bay bằng điện. Trên con đường thiết kế máy bay chạy hoàn toàn bằng điện, các công ty hàng không điện đang sửa đổi những gì hoạt động để ở trên cao. Đây là chiến lược của Ampaire có trụ sở tại Los Angeles với “ Điện EEL”, kết hợp động cơ đốt trong ở đầu và động cơ cánh quạt điện ở phía sau. Cessna 337 Skymaster được sửa đổi là một trong những chiếc hybrid đầu tiên giành được sự chấp thuận theo chứng nhận máy bay thử nghiệm của FAA (chỉ phi hành đoàn và nhân viên thiết yếu mới được phép bay).
Vào tháng 10, EEL đã hoàn thành chuyến bay thử nghiệm dài 341 dặm giữa Los Angeles và Khu vực Vịnh San Francisco, chuyến bay hybrid điện dài nhất từng có đối với một máy bay thương mại, công ty tuyên bố . Ampaire hiện đang thực hiện các chuyến bay thử nghiệm kéo dài 15 phút với sự hợp tác của Hãng hàng không Mokulele có trụ sở tại Hawaii để chứng minh tính khả thi của các chuyến đi nhanh giữa các sân bay nhỏ của hòn đảo. Vào năm 2021, công ty cho biết họ sẽ bắt đầu bay ở Anh, làm việc với NASA để đại tu các thiết kế máy bay của mình, xây dựng chuỗi cung ứng và đặt nền tảng cho phương tiện của riêng mình, Tailwind, một máy bay phản lực điện được chế tạo tùy chỉnh trên bản vẽ, bo mạch (và các buồng thử khí động học).
“Thiết kế tối giản, tương lai”
Giải thưởng cuối cùng sẽ là thiết kế máy bay điện hoàn toàn mới. Nhưng việc chứng nhận một chiếc máy bay mới vẫn còn gian nan và tốn kém. Kevin Noertker, đồng sáng lập của Ampaire, cho biết: “Phải mất rất nhiều thời gian và tiền bạc để xây dựng một hành tinh mới từ đầu. Sẽ mất từ năm đến bảy năm trước khi bạn có được một thiết kế cuối cùng. Rất nhiều công ty đang cố gắng chứng minh chúng tôi sai, nhưng nếu thành công, đó sẽ là một thế giới tốt đẹp hơn rất nhiều”.
Eviation Aircraft là một trong những công ty khởi nghiệp lâu nhất trên lĩnh vực này. Máy bay điện mới của hãng, Alice, đã gây chú ý sau khi phiên bản thu nhỏ hoàn thành chuyến bay trình diễn tự hành tại Triển lãm Hàng không Paris năm 2017. Kể từ đó, theo báo cáo của Eviation, chiếc máy bay chín chỗ, trị giá 4 triệu USD đã nhận được hơn 150 đơn đặt hàng. Đối với các máy bay lớn hơn, Wright Electric cho biết họ đang xây dựng một đội máy bay điện 186 chỗ ngồi cho hãng hàng không giá rẻ easyJet của Anh sẽ ra mắt vào năm 2030.
Sau đó, có những phương thức vận tải bay không cần đường băng. Taxi hàng không, tương tự như máy bay không người lái phát triển lên mức cao, hứa hẹn mang lại mức giá và sự tiện lợi của chuyến bay đô thị đủ thấp để chuyển đổi cho các thành phố và giao hàng trong ngày. Archer Aviation’s eVTOL máy bay sẽ chở bốn hành khách trong xe của nó ở tốc độ lên đến 150 dặm / giờ khoảng 60 dặm. Adam Goldstein, đồng sáng lập của Archer cho biết: “Chúng tôi đang xây dựng hãng hàng không chạy hoàn toàn bằng điện đầu tiên trên thế giới. “Bạn có thể mong đợi chúng tôi sẽ bay vào năm 2021.” Công ty đang nhắm mục tiêu các tuyến đường đô thị với mức giá của UberX, khoảng $ 3 đến $ 6 mỗi dặm chở khách. Đến năm 2024, nó có kế hoạch đưa khách hàng vào trong các phương tiện của mình. Archer, giống như các đối thủ Joby và Beta, đều đang chạy đua để đảm bảo chứng nhận FAA cho các dòng máy bay của họ.
Những mẫu mới nhất trong khối là máy bay STOL (cất và hạ cánh ngắn). Những điều này kết hợp sự đơn giản và tiết kiệm chi phí của máy bay cánh cố định với khoảng cách cất cánh cực ngắn từ 30 mét trở xuống, khoảng một phần ba sân bóng đá. Một chuỗi các động cơ điện dọc theo cánh tạo ra lực nâng cao hơn, tránh một số vấn đề phức tạp về kỹ thuật và thách thức chứng nhận eVTOLs đang phải đối mặt.
Matt Trotter của Ngân hàng Thung lũng Silicon cho biết: “Tất cả họ sẽ phải đối mặt với những quyết định khó khăn để đảm bảo công nghệ phù hợp được đưa vào máy bay vào thời điểm mà các thiết kế đang phát triển nhanh chóng, nhìn từ các doanh nhân mà chúng tôi nói chuyện cùng.” Tất cả các yếu tố về nhiên liệu, quyền tự chủ và hình thức đều sẵn sàng. Pin rẻ và dễ mua, nhưng hydro trông ngày càng hấp dẫn cho các chuyến bay tới vài trăm dặm (tìm nguồn cung ứng và lưu trữ nó vẫn là một thách thức).
Máy bay thương mại tự hành cuối cùng cũng đã cất cánh và việc ghép nối máy bay không người lái với động cơ điện có thể giúp tiết kiệm chi phí rất lớn. Nhưng FAA vẫn chưa cho phép các phi công rời khỏi buồng lái. Và các hình dạng máy bay kỳ lạ không nằm ngoài bảng vẽ khi các động cơ điện nhỏ cho phép các kỹ sư hàng không vũ trụ thử nghiệm với việc đặt một – hoặc nhiều – trên các bề mặt khác nhau của khung máy bay.
Tất cả những điều này đang buộc các công ty khởi nghiệp phải phát triển những chiếc máy bay đáp ứng các công nghệ khác nhau có khả năng đạt được sức kéo trong những năm tới. Jeff Engler, Giám đốc điều hành của Wright Electric, cho biết công ty của ông đang “xử lý song song” các thiết kế khác nhau để chuẩn bị chứng nhận một chiếc máy bay có thể chứa pin, hybrid hoặc hydro. Tổng cộng, khoảng 200 máy bay điện được ước tính sẽ được phát triển vào năm 2019, tăng 1/3 so với một năm trước đó.
Các nhà đầu tư đang háo hức đặt cược vào lĩnh vực này. Trotter nói: “Thay đổi lớn nhất mà chúng tôi đang thấy gần đây là khả năng tiếp cận vốn cho công nghệ sâu. Kể từ năm 2015, 10 công ty khởi nghiệp hàng không điện hàng đầu trên toàn cầu đã huy động được hơn 1,2 tỷ đô la, hầu hết là trong năm ngoái (dẫn đầu là vòng 590 triệu đô la của Joby Aviation), theo PitchBook. Các hãng hàng không đang đổ tiền vào chuỗi cung ứng động cơ điện. Các chi nhánh đầu tư cho JetBlue Airways đã đầu tư 250 triệu đô la vào các công ty khởi nghiệp hàng không điện trong ba năm qua, và Intel, Toyota Motor, Daimler và Geely Automobile ở Trung Quốc đang lấn sân sang lĩnh vực này.
Và quân đội đang trở lại với tư cách là nhà tài trợ ban đầu cho công nghệ ở Thung lũng Silicon: Hải quân và Không quân đều đang cung cấp vốn, hỗ trợ và thử nghiệm cho các máy bay không người lái chở hàng tự động và chạy bằng điện. Máy bay eVTOL bốn người của Joby Aviation gần đây đã giành được chứng nhận đủ điều kiện bay từ Không quân để bắt đầu thực hiện các nhiệm vụ quân sự (19 công ty khác cũng đang làm điều tương tự).
Các công ty này sẽ cần tất cả tiền mặt mà họ có thể nhận được. Các công ty khởi nghiệp hàng không chạy điện, dự đoán một giám đốc điều hành hãng hàng không, có thể cần 17 tỷ đô la (có thể lên tới 40 tỷ đô la) để chứng nhận máy bay và xây dựng doanh nghiệp của họ, một phần đáng kể trong vốn đầu tư mạo hiểm mỗi năm. Một số công ty đã thực hiện các cuộc hạ cánh, Zunum Aero, mặc dù huy động được 6,8 triệu đô la từ các nhà đầu tư bao gồm Boeing và JetBlue, đã hết tiền vào năm 2018 và sa thải 70 nhân viên (hiện đang gây quỹ trở lại). Nếu không có nguồn tiền mặt khổng lồ và các nguồn doanh thu mới trước khi công ty của họ sẵn sàng bay, nhiều công ty có khả năng tham gia Zunum.
Cuộc đua hàng không điện sẽ có nhiều khả năng phá sản không kém gì các đối thủ trong ngành phương tiện chạy bằng điện.
