Jedenáctitunový letoun ukázal, že elektřina už dokáže dostat do vzduchu i velké letadlo

Čtyři vrtule se roztočily, letoun se rozjel po ranveji a jedenáct tun se dalo do pohybu. Pak se kola odlepila od země. Žádný hukot turbín, žádné spalování leteckého paliva. Energii pro vzlet dodávaly baterie. Heart Aerospace X1 zůstal 27 minut ve vzduchu, vystoupal do výšky 335 metrů a jeho elektrická pohonná soustava během letu dodala více než jeden megawatt výkonu. Na první pohled krátký zkušební let. Ve skutečnosti zásadní okamžik v historii letectví.

Příběh přitom nezačíná v roce 2026. Elektrický pohon se do vzduchu vydal ještě dříve, než bratři Wrightové uskutečnili svůj slavný první motorový let. V roce 1883 dostali francouzští bratři Gaston a Albert Tissandierovi do vzduchu malou řiditelnou vzducholoď poháněnou elektromotorem Siemens. Motor měl výkon přibližně 1,1 kW a energii mu dodávalo 24 elektrických článků. Vrtule se roztočila a elektrický pohon se poprvé stal součástí skutečného letu.

O rok později přišla ještě působivější ukázka. Vzducholoď La France, kterou postavili Charles Renard a Arthur Krebs pro francouzskou armádu, byla poháněna elektromotorem o výkonu několika kilowattů. Dne 9. srpna 1884 urazila přibližně osm kilometrů za 23 minut a dokázala se vrátit na místo, odkud odstartovala. Její elektrický pohon napájela baterie vážící přibližně 435 kilogramů.

Fyzikální limity bateriového pohonu

A právě tady se začíná psát příběh, který vede až k dnešnímu X1. Technologie se změnila téměř k nepoznání, ale jeden problém zůstal. Elektromotor je velmi účinný způsob, jak přeměnit energii na tah. Mnohem obtížnější je vzít s sebou do vzduchu dostatek energie.

Pro automobil není hmotnost baterie nepřekonatelným problémem. Letadlo má ale úplně jiná pravidla. Každý kilogram, který konstruktér přidá na palubu, musí letoun nejprve zvednout ze země a potom jej během celého letu nést. U spalovacího letadla navíc palivo během letu postupně ubývá. U bateriového stroje zůstává hmotnost baterie po celou dobu letu stejná.

Proto je u elektrického letadla tak důležitá takzvaná měrná energetická hustota baterie, tedy kolik energie dokáže baterie uložit v jednom kilogramu své hmotnosti. U dnešních baterií je tento poměr stále mnohonásobně horší než u leteckého paliva. Elektromotor přitom problémem není. Je velmi účinný, lehký a dokáže vysoký výkon dodávat okamžitě. Slabým místem je množství energie, které si baterie dokáže vzít s sebou.

Premiéra celého systému ve vzduchu

Právě proto je první let Heart X1 tak zajímavý. Nejde o malý elektrický cvičný letoun, lehký experimentální stroj ani dron. X1 má úctyhodné rozpětí 32,3 metru, délku 23,1 metru a maximální vzletovou hmotnost přes 11,3 tuny. Na křídle má čtyři elektrické pohonné jednotky a během prvního letu jejich soustava dodala více než jeden megawatt výkonu. Každá ze čtyř elektrických pohonných jednotek je přitom schopna podle technických údajů Heart Aerospace pracovat s výkonem až 400 kW. Celkový instalovaný výkon tedy dosahuje přibližně 1,6 MW.

Let se uskutečnil 12. srpna na letišti Plattsburgh International Airport ve státě New York. X1 během 27 minut absolvoval pojíždění, vzlet, stoupání, manévrování a přistání. Vystoupal do výšky přibližně 1 100 stop, tedy 335 metrů. Pro elektrické letectví je důležité především to, že tentokrát nešlo pouze o pozemní zkoušku motoru nebo laboratorní test baterie. Do vzduchu se dostal celý systém najednou.

A právě v tom spočívá význam onoho zdánlivě krátkého letu. Elektromotor už létat umí dávno. Baterie také. To, co bylo potřeba ukázat, bylo něco mnohem složitějšího. Že lze bateriový pohon, výkonovou elektroniku, elektromotory, vrtule, konstrukci letounu a všechny palubní systémy spojit do stroje, který se svou velikostí začíná blížit skutečnému regionálnímu dopravnímu letounu.

Od experimentu k regionální dopravě

X1 přitom není letoun, který by měl vozit cestující. Je to létající zkušebna pro mnohem ambicióznější projekt Heart Aerospace s označením ES 30. A právě tady se příběh začíná posouvat od technologického experimentu k možnému budoucímu způsobu regionální dopravy.

ES 30 má mít kapacitu 30 cestujících a Heart Aerospace u něj počítá s hybridně elektrickým pohonem. Na kratších tratích má být schopen letět čistě na elektřinu přibližně 200 kilometrů. Pokud bude potřeba pokračovat dál, nastoupí hybridní režim a celkový plánovaný dolet se má zvýšit až na 800 kilometrů. Výrobce uvádí také přibližně třicetiminutové nabíjení a současný cíl získat typovou certifikaci v roce 2031.

Hybridní pohon zde znamená, že ES 30 nebude odkázán pouze na baterie. Pro kratší let bude využívat elektrický pohon napájený z baterií. Jakmile ale bude potřeba letět dále, zapojí se také dvojice turbovrtulových motorů poháněných klasickým leteckým palivem. Ty umožní pokračovat v letu i poté, kdy by samotná kapacita baterií na další stovky kilometrů nestačila. Nejde tedy o to, že by se během letu „přepnul elektromotor na benzín“. Elektrická a spalovací část mají v hybridním systému spolupracovat a podle letového režimu využívat výhody obou technologií.

Výhody a technologické výzvy elektrifikace

A právě hybridní koncepce je důležitá. Největší slabinou baterií není elektromotor, ale množství energie, které dokážou uložit v přepočtu na kilogram hmotnosti. Letecké palivo má v tomto ohledu stále obrovskou výhodu. Baterie proto nemusí v prvním kroku nahradit letecký motor ve všech situacích. Mohou dostat hlavní roli tam, kde jejich vlastnosti dávají největší smysl.

Krátké regionální tratě jsou pro takový přístup zajímavým prostorem. Letoun nemusí několik hodin křižovat kontinent. Může spojovat menší letiště, na kterých by velký dopravní stroj nedával ekonomický smysl. Elektromotor navíc nabízí vysokou účinnost, okamžitou regulaci výkonu a konstrukčně jednodušší pohonný systém než klasický spalovací motor.

Jenže jednoduchost elektromotoru neznamená jednoduchost celého letounu. Konstruktéři musí řešit bateriové články a jejich uspořádání, chlazení, výkonovou elektroniku, rozvod elektrické energie, požární bezpečnost, konstrukční zatížení i rozmístění hmotnosti. Každý kilogram baterií se promítá do vzletové hmotnosti a každý kilowatt výkonu musí být bezpečně dopraven z bateriového systému až k motoru. Musí mít také dostatečný výkon ve správný okamžik.

Zajímavou otázkou bude také nabíjení. U ES 30 Heart Aerospace počítá s přibližně třicetiminutovým nabíjením. Letiště tak budou muset být schopna dodat velké množství elektrické energie v krátkém čase, což znamená odpovídající výkonovou infrastrukturu. Elektrifikace letadel tak nebude pouze otázkou vývoje nového typu pohonu. Změnit se bude muset i energetické zázemí letišť.

Reálná ekonomika provozu

Zajímavé je také číslo, které po prvním letu obletělo svět. Celý 27minutový let měl podle Heart Aerospace spotřebovat elektřinu v hodnotě přibližně pěti dolarů, tedy zhruba 105 korun. To je samozřejmě velmi lákavá částka, ale nebylo by správné z něj okamžitě odhadovat nebo počítat cenu budoucí letenky. X1 je experimentální demonstrativní letadlo a první let není běžný komerční provoz. Do skutečných nákladů musí vstoupit cena baterií, jejich životnost, nabíjecí infrastruktura, údržba, letištní poplatky, posádka, amortizace letounu a celá řada dalších položek.

Samotná cena elektřiny je pouze jednou částí nákladové rovnice. Nicméně žijeme v době, kdy aerolinky celosvětově čelí obrovskému tlaku na snižování emisí a uhlíkových daní. Heart Aerospace u svého budoucího modelu ES 30 slibuje snížení provozních nákladů až o 40 % oproti klasickým regionálním letadlům, což je pro letecké dopravce potenciálně velmi zajímavé.

Přesto má těch 27 minut ve vzduchu svůj mimořádný význam. V roce 1883 se malá vzducholoď pohybovala vzduchem díky elektromotoru, který měl výkon přibližně jeden kilowatt. Dnes se na obloze objevil více než jedenáctitunový letoun se čtyřmi elektromotory a výkonem přesahujícím jeden megawatt. A tak se po více než 143 letech uzavírá pozoruhodný kruh, kdy se baterie poprvé pokusila létat a v srpnu roku 2026 už opravdu létá.