Cessna Caravanista ilmakuljetusten sähköinen työhevonen?

Uusien sähkölentokoneiden kehitysprojekteja on käynnissä useita. Hieman vähemmälle huomiolle ovat jääneet lupaavat perinteisten lentokoneiden konversioprojektit, joissa polttomoottori korvataan joko kokonaan sähkömoottorilla ja akustolla, tai tilalle asennetaan sähkö- ja polttomoottorin parhaita puolia yhdistelevä hybridivoimalinja.

Kaupalliseen käyttöön suunnatun lentokoneen voimalinjan muuttaminen edellyttää lisätyyppihyväksyntätodistuksen (STC), joka täydentää lentokoneelle aiemmin myönnettyä tyyppitodistusta. Tämä todistus vahvistaa sen, että muutos on suunniteltu ja testattu asianmukaisesti, sen vaikutukset koneen toimintaan ja operointiin tunnetaan, ja ilmailuviranomainen on todennut muutoksen turvalliseksi.

Sähköisen lentämisen näkökulmasta lisätyyppihyväksyntätodistuksella asennettavan muutossarjat ovat kiinnostavia monestakin syystä: muutossarja on halvempi kuin uusi vastaava sähkölentokone, muutos mahdollistaa markkinoilla jo olevan konekaluston operoinnin entistä kustannustehokkaammin, ja operoinnista syntyvät päästöt vähentyvät.

Tarkastelen tässä kahta mielenkiintoista kaupalliseen lentoliikenteeseen suunnattua lentokoneen muunnossarjaa, jotka molemmat on suunnattu Cessna Caravan -lentokoneen sähköistämiseen. Caravan on paineistamaton yksimoottorinen lentokone. Koneessa on kiinteät laskutelineet, joihin on mahdollista asentaa pyörät, kellukkeet tai sukset. Lentokoneessa on peruskonfiguraatiossa 9 matkustajapaikkaa, ja sen alkuperäisenä voimanlähteenä toimii Pratt & Whitneyn Canada PT6A potkuriturbiini.

Cessna Caravan on ollut tuotannossa 1980-luvulta lähtien, ja konetta on valmistettu tuhansia kappaleita. Sitä pidetään yleisesti luotettavana, muunneltavana ja operointikuluiltaan edullisena koneena. Monikäyttöinen kone soveltuu operoitavaksi myös pienemmiltä nurmikentiltä. Caravania on käytössä esimerkiksi matkustaja- ja rahtilentokoneena. Suomessa kyseinen konetyyppi on käytössä erityisesti laskuvarjohyppytoiminnassa.

Täyssähköinen eCaravan

Lentokoneiden sähkömoottoreita valmistava Yhdysvaltalainen MagniX-yritys on jo aiemmin rakentanut eCaravan-koelentokoneen, jossa alkuperäinen potkuriturbiini korvattiin yrityksen sähkömoottorilla. Koelentokone suoritti ensilentonsa toukokuussa 2020, jolloin sillä suoritettiin 30 minuutin lento. Konfiguraatiolla oli mahdollista kuljettaa 5 matkustajaa noin 160 kilometrin etäisyydelle.

eCaravan-koelentokoneen litium-ion akusto painoi noin tuhat kiloa. Operatiivisessa käytössä puolen tunnin lento edellyttäisi noin 30–40 minuutin latausta lentojen välillä. Akuston painosta johtuen akkujen vaihtaminen lentojen välillä ei olisi järkevä vaihtoehto. Puolen tunnin lennolla kuluneen sähkön hinnaksi arvioitiin 6 dollaria.

Joulukuussa 2020 uutisoitiin, että MagniX, vesilentokoneoperaattori Sydney Seaplanes ja insinööritoimisto Dante Aeronautical pyrkivät saamaan Cessna Caravanin sähkökonversiolle lisätyyppihyväksynnän (STC) Australiassa. Hyväksyntä mahdollistaisi sähköisiksi muutettujen lentokoneiden operoinnin kaupallisessa käytössä. Lisätyyppihyväksyntäprosessin lupaillaan valmistuvan loppuvuodestavuodesta 2023. Kehitystiimi tekee yhteistyötä EASA:n kanssa, jotta lisätyyppihyväksyntä saataisiin myyntiin myös Euroopassa.

Täyssähköisen eCaravanin toimintamatka tulee olemaan alkuvaiheessa melko lyhyt. Perinteisellä potkuriturbiinilla varustetun Caravanin kantama on lähes 2000 kilometriä. Toisaalta tietyissä käyttötapauksissa lyhyt toiminta-aika ei kuitenkaan muodosta ongelmaa. Esimerkiksi laskuvarjohyppytoiminnassa noin puolen tunnin toiminta-aika voi olla aivan riittävä.

Samoin esimerkiksi vesistöjen ylityksiä vaativilla reiteillä puolen tunnin toiminta-aika voi riittää tarjoamaan riittävän kilpailuedun sähkölentokoneelle suhteessa muihin liikennemuotoihin. On myös huomattava, että akkuteknologian kehittyessä konvertoidun sähkölentokoneen toiminta-aikaa on todennäköisesti mahdollista kasvattaa päivittämällä akustoa.

Hybridivoimalinjalla varustettu Grand Caravan

Los Angelesissa pääkonttoriaan pitävä Surf Air Mobility on reitti- ja taksilentoliikennettä yhdistelevän lentomarkkinapaikan, Surf Airin emoyhtiö. Surf Air tarjoaa eri tasoisia kuukausimaksuun perustuvia jäsenyyksiä, jotka mahdollistavat rajattoman lentämisen yhtiön verkostossa. Lisäksi yhtiö välittää pienkoneilla lennettäviä kaupallisia taksilentoja.

Toukokuussa 2021 uutisoitiin, että Surf Air Mobility on hankkinut omistukseensa Cessna 337 -konetyyppiin sähköistä hybridivoimalinjaa kehittäneen Ampairen. Heinäkuussa 2021 yritys julkaisi sopineensa Cessna Caravania valmistavan Textron Aviationin kanssa yhteistyöstä sähköhybridikonversion kehittämisestä Grand Caravan EX -mallista, joka on Caravanin perusversiota hieman pidempi ja tehokkaampi koneversio.

Grand Caravanin hybridiversion luvataan vähentävän suoria operatiivisia kuluja 25 prosenttia, samoin koneen päästöjen odotetaan tippuvan 25 prosenttia. Koneen suorituskyvyn luvataan olevan samankaltainen koneen polttomoottoriversion kanssa. Koska kone on hybridikäyttöinen, se ei tarvitse erillistä latausverkostoa lentokentälle, sillä se pystyy lataamaan itse akustonsa. Lisätyyppihyväksynnän hybridikonversiolle luvataan valmistuvan alkuvuodesta 2024.

Surf Air Mobilityn aikomuksena on ottaa Grand Caravanin hybridikonversio kaupalliseen käyttöön omassa lentoverkostossaan. Tavoitteena on luoda lisää suoria lentoyhteyksiä lentokenttien välille ja tarjota lentoreittejä nykyistä edullisemmin ja ympäristöystävällisemmin. Surf Air Mobility on tehnyt tilauksen 100:sta Grand Caravan EX -lentokoneesta, joihin yritys aikoo myöhemmin asentaa kehittämänsä hybridikonversion. Matkustajapaikkoja tässä konetyypissä tulee olemaan yhdeksän. Lisäksi konversiosarjan luvataan olevan kaupallisesti saatavilla myös muille konetyypin omistajille.

Surf Air Mobilityn omistama yritysverkosto luo mielenkiintoisen alustan kehitystyölle; Ampairen hankkiminen antaa hyvät lähtökohdat konversiosarjan kehittämiseen ja Surf Air tarjoaa valmiin reittiverkoston ja asiakaskunnan koneiden kaupalliseen hyödyntämiseen lyhyemmillä lentoreiteillä.

Mahdollisuuksia myös suomalaiselle lentoliikenteelle

Suomalaisesta näkökulmasta Cesna Caravanin tai Grand Caravanin konversiosarjat tarjoaisivat mielenkiintoisia mahdollisuuksia lentoliikenteelle. Hybridikonversio mahdollistaisi maakuntien välisen lentoliikenteen nykyistä edullisemmin ja aiempaa ympäristöystävällisemmin. Lisäksi pienempi konekalusto vastaisi paremmin maakuntien ohuisiin matkustajavirtoihin.

Täyssähkökonversion lupaavimmat sovellusalueet olisivat laskuvarjohyppytoiminnan lisäksi merialueiden ylitystä vaativat lyhyet lentoreitit, kuten vaikkapa Vaasa–Uumaja, Helsinki–Tallinna, Turku–Maarianhamina tai lomamatkailun näkökulmasta kiinnostava reitti Pyhtää–Rakvere. Konvertoidun lentokoneen hankintakulut ovat edullisemmat kuin täysin uuden täysssähköisen tai hybridikäyttöisen lentokoneen hankintakulut.

Pienemmät alkuvaiheen investointikulut helpottavat siirtymää sähköiseen kaupalliseen lentämiseen. Lisäksi Caravanin suuri suosia merkitsee sitä, että muunnettaviksi sopivia koneita on hyvin saatavilla. Monikäyttöisyytensä vuoksi Caravania on kutsuttu ilmojen työhevoseksi. Lähivuodet tulevat näyttämään, jatkuuko Caravanin menetyksekäs lento sähköisenä.