Uusi moottori sähkölentokoneisiin Jari Mäkinen Su, 09/02/2025 - 13:02
ENGINeUS-moottori
ENGINeUS-moottori

Sähkölentokoneilla on kaksi haastetta: akkutekniikka ja moottori. Akut ovat edelleen varsin painavia suhteessa latauskapasiteettiin, ja ilmailukäyttöön hyväksyttyjä moottoreita on kovin vähän.

Euroopan lentoturvallisuusvirasto (EASA) on myöntänyt sertifikaatin ENGINeUS 100 -moottorille. Kyseessä on ensimmäinen Safran Electrical & Power -yhtiön uusista moottoreista, joita tullaan käyttämään sähkölentokoneissa. 

Moottorin ensimmäinen käyttäjä tulee olemaan Diamond Aircraft eDA40 -koneessaan. Kyseessä on DA40 -konetyypin sähköistetty versio, missä moottorin ja siihen liittyvien systeemien vaihtamisen lisäksi on rungon alle laitettu aerodynaamisesti muotoiltu akkupaketti.

eDA-40 lennossa

Diamond eDA40 koelennolla. Ulkoisesti koneen erottaa polttomoottorilla varustetusta koneesta kookkaasta akkupaketista rungon alapuolella. Kuva: Diamond Aircraft

 

ENGINeUS 100 on ensimmäinen Safran Electrical & Power -yhtiön ENGINeUS-sarjan moottoreista, joita tuottamaan yhtiö on rakentamassa neljä puoliautomatisoitua tuotantolinjaa Niortiin (Ranska) ja Pitstoneen (Iso-Britannia). Niissä valmistetaan yli 1 000 sähkömoottoria vuodessa vuodesta 2026 alkaen. 

Moottoria testattiin laboratorio-olosuhteissa yli 1 500 tuntia ja yli 100 lentotuntia todellisissa olosuhteissa lentokoneella. 

Safranille ja EASAlle kyseessä on tärkeä askel myös siksi, että moottorin sertifioinnin kuluessa on myös määritelty tulevaisuutta varten sähkömoottoreihin sekä niiden systeemeihin liittyvät erityiset lentokelpoisuussäännöt ja suunniteltu menetelmät moottorien arviointiin ja kelpuuttamiseen.

ENGINeUS 100 -sähkömoottori tuottaa maksimissaan 125 kW tehoa, ja sen paino-tehosuhde on 5 kW/kg. Ilmailussa juuri paino-tehosuhte on olennainen.

Moottoripakettiin kuuluu itse sähkömoottorin lisäksi sen virransyöttö- ja ohjausjärjestelmät, jotka on integroitu suoraan moottoriin. Laitteiston muoto ja ilmalla tapahtuva jäähdytys on suunniteltu siten, että sitä voidaan käyttää monissa erilaisissa koneissa ja laitteistolla voidaan myös korvata polttomoottoreita nykyisissä lentokoneissa.

ENGINeUS

Polttomoottoriin verrattuna sähkömoottori on yksinkertainen ja siinä on paljon vähemmän osia. Se on periaatteessa luotettavampi ja vaatii vähemmän huoltoa. Kuva: Safran Electrical & Power

 

Safranin mukaan moottori sopii hyvin ainoaksi moottoriksi pieniin yleisilmailukoneisiin, mutta myös sitä voidaan käyttää suuremmissa ns. hajautetun propulsion lentokoneissa. Euroopassa on useita 19-paikkaisia lentokonehankkeita, joissa on useampi sähkömoottori. 

Ranskalainen Aura Aero on julkistanut käyttävänsä Safranin moottoreita ERA-lähiliikennekoneessaan. Ruotsalainen Heart Aerospace puolestaan ei ole kertonut X1-koekoneessaan käyttämäänsä ja myöhemmässä ES-30-koneessaan olevaa moottoria.

Myös Bye Aerospace, CAE, Electra, TCab Tech ja VoltAero käyttävät koneissaan Safranin uutta moottoria.

ENGINeUS -moottoriperheen myöhemmät versiot voisivat sopia myös tuleviin suurempiin, jopa noin 150-paikkaisiin sähkölentokoneisiin.

Tähän saakka ainoa sähkölentokone markkinoilla on ollut Pipistrel Velis Electro, missä käytetään yhtiön omaa moottoria. Kone ja sen moottori saivat lentokelpoisuustodistuksen toukokuussa 2020. Kävimme koelentämässä koneen vuonna 2021 ja siitä on Tiedetuubissa video.

Siinä missä Velisissä on kaksi paikaa, on eDA40:ssa neljä. Se on Pipistreliin verrattuna suurempi ja pystyy lentämään pitemmälle tai kauemmin. Velis Electron moottoriteho on 57 kW ja eDA40:n ENGINeUS 100 -sähkömoottorin 125 kW. Pipistrelin akkukapasiteetti on 20 kWh, Diamond ei ole ilmoittanut lukua. Kummankin koneen tyypillinen latausaika on noin tunnin.

Pipistrel Velis Electro

Pipistrel Velis Electro latauksessa. Kuva: Jari Mäkinen

Yksityinen 5G-mobiiliverkko Pyhtään lentokentälle Jari Mäkinen To, 23/01/2025 - 23:38
Pyhtään lentokenttä ilmasta
Pyhtään lentokenttä ilmasta

Pyhtään lentokentälle (Helsinki East Aerodrome) Kymenlaaksoon rakennetaan yksityinen 5G-verkko, siihen kytkettyjä antureita sekä tietoturvaan liittyviä kameroita ja tutka. 

Helsinki East Aerodromen tiedote – LUT-yliopiston koordinoima Carewings-5G-projekti tuo Pyhtään lentokentälle Kymenlaaksoon 5G-verkon ja drooneja. Verkkojen Eurooppa (CEF) -ohjelman 1,8 miljoonan euron tuella Pyhtään lentokenttä muutetaan uudenlaiseksi, digitalisoiduksi lentopaikaksi. 

Projektin kokonaisbudjetti on noin 2,4 miljoonaa euroa. Sen aikana luodaan 5G-teknologiaan perustuva räätälöity ratkaisu, joka mahdollistaa prosessien automatisoinnin ja sähköisten droonipohjaisten palveluiden käytön. 

Tuloksena on helposti skaalautuva toimintamalli, joka voidaan monistaa käyttöön alueellisilla lentokentillä niin Suomessa kuin muuallakin Euroopassa.

Carewings5G-projektissa testataan myös droonien käyttöä pelastustarkoituksiin kolmessa erilaisessa tilanteessa: liikennenonnettomuuksien nopea tilanneanalyysi, kadonneiden etsiminen ja löytäminen sekä verinäytteiden säännöllinen toimitus. 

Ensimmäisessä muodostetaan alueellinen tilannekuva ja arvioidaan vahingoittuneiden hoidon tarve hätäkeskukselle. 

Myös toisessa testitilanteessa drooneja ja kamerateknologiaa käytetään ensi vaiheen terveystarkastukseen. 

Kolmanneksi testataan diabetespotilaiden säännöllisten verensokerinäytteiden toimitusta potilaiden kotoa hyvinvointialueen laboratorioon. 

Droonit tarvitsevat julkisen ja yksityisen verkon yhteistyötä, koska lentotehtävissä ne ovat valtion omistaman Suomen Erillisverkot Oy:n piirissä ja Pyhtään lentokentälle rakennettavassa yksityisessä 5G-verkossa.

Pyhtään lentolentän hallin sisällä on lentokoneita

Pyhtään lentolentällä on kiitotien lisäksi suuri halli ja hallintorakennuksia. Se on valmis nykyistä aktiivisempaankin toimintaan. Tässä hallissa on Tech Runway -tapahtuma meneillään vuonna 2023. Kuva: Jari Mäkinen.

 

Sähköinen liikenne ja digitalisaatio LUTin osaamisen ytimessä

 LUT-yliopiston kannalta hanke on erittäin kiinnostava, koska sähköinen liikenne sekä digitalisaatio, automaatio, ja tiedonhallinta ovat jo pidemmän aikaa olleet yliopiston tutkimusaiheita. 

LUTissa on käynnissä useita niin kotimaisia kuin EU:n Horisontti Eurooppa -ohjelman sähköisen liikenteen hankkeita, latausinfrastruktuureista ja energiajärjestelmäintegraatioista raskaan liikenteen sähköistämiseen.

Pyhtään kunnan ja LUT-yliopiston lisäksi Carewings-5G-konsortiossa on mukana joukko Suomessa toimivia muun muassa yksityisiä 5G-verkkoja sekä data-analytiikkaa tekeviä yrityksiä. Mukana ovat Poutanet Oy, Cumucore Oy, Redstone Aero Oy (Pyhtään lentokenttä), Aufwin Oy, Anarky Labs Oy, HealthFOX Oy, Vaiscom Oy sekä yhteistyökumppaneina Viima Aerospace Technologies Oy ja Varjo Technologies Oy.

Missä viipyvät sähköiset matkustajalentokoneet?

Missä viipyvät sähköiset matkustajalentokoneet?

Ruotsalainen Heart Aerospace esitteli juuri prototyypin uudesta sähköhybridilentokoneestaan, johon mahtuu noin 30 matkustajaa.

22.09.2024

Yhtiö on selvästi edelläkävijä uudenlaisen matkustajalentokoneen tekemisessä, mutta muut seuraavat perässä. Jari Mäkinen esittelee tällä videolla Heartin prototyyppikonetta, kertoo suunnitelmista ja käy läpi myös muita tällaisia lentokonesuunnitelmia.

Maailman ensimmäinen miehittämätön rahtilaiva on myös sähkökäyttöinen

Yara Birkeland -rahtilaiva
Yara Birkeland -rahtilaiva
Rolls-Roycen autonominen rahtilaivakonsepti

Ei ketään komentosillalla! Maailman ensimmäinen automaattisesti kulkeva rahtialus valmistuu vuonna 2020. Norjalaisen Yara Internationalin tilaama alus tekee ensimmäiset matkansa miehistön kanssa, mutta jatkaa seilaamista ihan itseksensä vuodesta 2022 alkaen. Se näyttää tietä tulevaisuuden meriliikenteelle.

Mediassa – kuten Tiedetuubissakin – on aika usein juttuja tulevaisuuden miehittämättömistä autoista ja lentolaitteista, mutta itse asiassa eräs kätevimmin automatisoitavista liikennemuodoista olisi meriliikenne.

Laivat seilaavat yleensä varsin monotonisesti samoja reittejään ja etenkin kun nykyisinkin ne jo toimivat varsin automaattisesti satelliittipaikannuksen avustamana, ei askel täysin ilman miehistöä oleviin rahtilaivoihin ole suuri. Matkustaja-aluksilla miehistöä tarvitaan kuitenkin jatkossakin – ainakin matkustajien palveluun.

Norjalaisyhtiö Yara International on ottanut merkittävän askeleen kohti automaattista merenkulkua tilaamalla reitilleen ensimmäisenä täysin robottiohjatun rahtialuksen. Erityisen kiinnostavan aluksesta tekee se, että uusi Yara Birkeland -laiva on myös sähkökäyttöinen.

Se, että laiva toimii sähköllä, voi olla jopa tärkeämpää sen tekemisessä. Laivojen päästöt ovat ovat jopa suurempia kuin lentoliikenteen, sillä vuonna 2007 maailman meriliikenne tuotti 3,2 kaikista hiilidioksidipäästöistä, kun lentoliikenteen osuus oli 2,1%*. Syynä ei ole vain laivaliikenteen määrä, vaan myös se, että alusten moottorit eivät ole yleensä kovin ekologisia, vaan tupruttavat toisinaan jopa epätäydellisesti palaneen dieselin katkua suodattamattomana ilmaan.

Siinä missä lentokoneilla akkujen suuri massa on suuri ongelma tekniikan laajemmalle käytölle, ei laivoissa tätä ongelmaa ole. Sen sijaan hankaluutena on akkujen varauskapasiteetti, eikä mannertenvälisiä matkoja voi vielä eikä ihan lähitulevaisuudessa tehdä sähkölaivoilla.

Niinpä Yara Birkeland tulee varsin lyhyelle matkalle, ja se on varsin pieni alus: vain 70 metriä pitkä ja 14 metriä leveä. Se voi ottaa mukaansa 120 konttia ja tulee liikennöimään noin satakunta kilometriä pitkää reittiä Larvikin ja Herøyan väliä Oslon etelälounaispuolella Skagerrakin rannalla.

Matka soveltuu hyvin niin autonomisen liikkumisen kuin sähkömoottoritekniikan testaamiseen. Reitti on mutkikas ja kulkee niin hieman avomerellä (tosin rannikon läheisyydessä) kuin vuonossakin. Sen pituus on myös juuri sopiva siihen, että sähköä riittää akuissa ja ne voidaan ladata rahdin purkamisen ja lastaamisen aikana uudelleen. Näin laiva voi sahata reittiä edes takaisin lähes nonstoppina.

Yara Internationalin mukaan laivalla pystytään korvaamaan noin 40 000 rekkamatkaa vuodessa. Lisäksi yhtiö kertoo ottavansa käyttöön sähkörekkoja, joilla tavaraa kuljetetaan laivalle ja siitä pois kohteisiin.

Yara Birkelandin ohjelmistot tekee sotilas- ja meritekniikkaan erikoistunut Kongsberg Group ja alus rakennetaan Romaniassa. Sähkömoottorien akut perustuvat Tesla Model X P100D -auton akkupaketteihin, joita laivaan laitetaan mukaan 90 kappaletta.

Rolls-Roycen autonominen rahtilaivakonsepti

Myös Suomessa kehitetään autonomista meriliikennettä: Rolls-Roycen toimipiste Turussa toimii yhtiöjätin tätä koskevan tutkimuksen keskuksena. Rolls-Roycen autonomista ohjaamista sekä hybridimoottoritekniikkaa käytetään jo nyt myös Norjassa, missä on liikenteessä mm. lähes autonominen lossi – siinä kapteeni hoitaa vain saapumiset rantaan ja erikoistilanteet.


*Päästötutkimukset: Buhaug et al., 2009 ja Lee et al., 2011.