الطائرات الكهربائية

بدأ استخدام الكهرباء لدفع الطائرات لأول مرة خلال تطوير المنطاد في أواخر القرن التاسع عشر. في 8 أكتوبر 1883، حلّق غاستون تيساندييه بأول منطاد يعمل بالطاقة الكهربائية. ^{[ 9 ] : 292 [ 10 ]} وفي العام التالي، حلّق تشارلز رينارد وآرثر كريبس بمنطاد "لا فرانس" المزود بمحرك أقوى. ^{[ 9 ] : 306} ومع ذلك، ورغم قدرة المنطاد على الرفع، إلا أن البطاريات الثقيلة اللازمة لتخزين الكهرباء حدّت بشدة من سرعة ومدى هذه المناطيد المبكرة.

من المتوقع أن تصبح المناطيد الكهربائية بالكامل متاحة بحلول ثلاثينيات القرن الحالي. ^{[ 11 ]}

في عام 1909، زُعم أن نموذج طيران كهربائي حر قد حلّق لمدة ثماني دقائق، لكن هذا الادعاء تم دحضه من قبل صانع أول طائرة نموذجية كهربائية يتم التحكم فيها عن طريق الراديو تم تسجيلها في عام 1957. ^{[ 12 ]} كانت كثافة الطاقة للطيران الكهربائي مشكلة حتى بالنسبة للنماذج الصغيرة.

كانت طائرات باثفايندر، وباثفايندر بلس ، وسنتوريون ، وهيليوس التابعة لوكالة ناسا، سلسلة من الطائرات المسيّرة التي تعمل بالطاقة الشمسية وخلايا الوقود، طورتها شركة أيروفايرونمنت من عام 1983 حتى عام 2003 ضمن برنامج ناسا لأبحاث الطائرات وتقنيات الاستشعار البيئية . ^{[ 13 ] [ 14 ]} في 11 سبتمبر 1995، سجلت باثفايندر رقماً قياسياً غير رسمي في الارتفاع للطائرات التي تعمل بالطاقة الشمسية، حيث وصلت إلى 15,000 متر (50,000 قدم) خلال رحلة استغرقت 12 ساعة من مركز درايدن التابع لناسا . بعد إجراء تعديلات إضافية، نُقلت الطائرة إلى منشأة نطاق الصواريخ في المحيط الهادئ التابعة للبحرية الأمريكية في جزيرة كاواي في هاواي . في 7 يوليو 1997، رفعت باثفايندر الرقم القياسي للارتفاع للطائرات التي تعمل بالطاقة الشمسية إلى 21,800 متر (71,530 قدم) ، وهو أيضاً الرقم القياسي للطائرات ذات المحركات المروحية. ^{[ 13 ]}  

في السادس من أغسطس عام 1998، رفعت طائرة باثفايندر بلس الرقم القياسي الوطني للارتفاع إلى 80201 قدم (24445 متراً) للطائرات التي تعمل بالطاقة الشمسية والمروحية. ^{[ 13 ] [ 15 ]} 

في 14 أغسطس/آب 2001، سجّلت طائرة هيليوس رقماً قياسياً في الارتفاع بلغ 29,524 متراً (96,863 قدماً) ، وهو رقم قياسي لفئة FAI U (التقنيات التجريبية/الجديدة)، وفئة FAI U-1.d (طائرة بدون طيار يتم التحكم بها عن بُعد بكتلة تتراوح بين 500 و2,500 كيلوغرام (1,100 و5,500 رطل) )، بالإضافة إلى كونه رقماً قياسياً في الارتفاع للطائرات ذات المحركات المروحية. ^{[ 16 ]} وفي 26 يونيو/حزيران 2003، تحطمت طائرة هيليوس النموذجية وسقطت في المحيط الهادئ قبالة سواحل هاواي بعد أن واجهت اضطرابات جوية، مما أنهى البرنامج.   

في عام 2005، حلّقت شركة AC Propulsion بطائرة بدون طيار تُدعى "SoLong" لمدة 48 ساعة متواصلة، مدفوعة بالكامل بالطاقة الشمسية. وكانت هذه أول رحلة من نوعها تعمل على مدار الساعة، باستخدام الطاقة المخزنة في البطاريات المثبتة على الطائرة. ^{[ 17 ] [ 18 ]}

طائرة كينيتيك زفير هي طائرة بدون طيار خفيفة الوزن تعمل بالطاقة الشمسية. وحتى 23 يوليو 2010، كانت تحمل الرقم القياسي لأطول مدة طيران لطائرة بدون طيار، حيث تجاوزت مدة طيرانها أسبوعين (336 ساعة). ^{[ 19 ]} وهي مصنوعة من بوليمر مقوى بألياف الكربون ، ويبلغ وزن نسخة 2010 منها 50 كيلوغرامًا (110 أرطال) . ^{[ 20 ]} أما نسخة 2008 فكان وزنها 30 كيلوغرامًا (66 رطلاً ) ويبلغ طول جناحيها 22.5 مترًا (74 قدمًا) . ^{[ 20 ]} بينما بلغ طول جناحي نسخة 2008 منها 18 مترًا (59 قدمًا) . وخلال النهار، تستخدم الطائرة ضوء الشمس لشحن بطاريات الليثيوم والكبريت ، التي تُشغلها ليلًا. ^{[ 21 ]}        

في يوليو 2010، حققت طائرة زفير رقماً قياسياً عالمياً في التحليق المتواصل للطائرات بدون طيار، حيث بلغت مدة التحليق 336 ساعة و22 دقيقة و8 ثوانٍ (أكثر من أسبوعين)، كما سجلت رقماً قياسياً في الارتفاع بلغ 70,742 قدماً (21,562 متراً) لفئة FAI U-1.c (طائرة بدون طيار يتم التحكم فيها عن بعد بوزن يتراوح بين 50 و500 كيلوغرام (110 و1100 رطل) ). ^{[ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]}   

بالنسبة للأجهزة المربوطة بحبل، مثل منصات المراقبة الجوية، يُمكن توصيل الطاقة عبر الحبل. وفي محاولة لإيجاد حل أكثر عملية من البالونات الضخمة المستخدمة آنذاك، تم تجربة المروحية الكهربائية النمساوية المجرية بيتروتشي-كارمان-زوروفيتش PKZ-1 عام 1917. كانت مزودة بمحرك كهربائي مصمم خصيصًا بقدرة 190 حصانًا (140 كيلوواط) من صنع شركة أوسترو-دايملر ، يعمل بواسطة كابل موصول بمولد تيار مستمر على الأرض. مع ذلك، لم تكن المحركات الكهربائية قوية بما يكفي لمثل هذه التطبيقات، فاحترق المحرك بعد بضع رحلات فقط. ^{[ 25 ]}  

في عام 1964، قام ويليام سي براون في شركة رايثيون بتجربة طائرة هليكوبتر نموذجية تلقت كل الطاقة اللازمة للطيران عن طريق نقل الطاقة بالميكروويف . ^{[ 26 ]}

كانت أول طائرة بدون طيار كهربائية بالكامل ذات دوار مائل في العالم هي طائرة أغوستا ويستلاند بروجكت زيرو التجريبية، والتي نفذت طلعات جوية بدون طيار مربوطة بالطاقة الأرضية في يونيو 2011، بعد أقل من ستة أشهر من إعطاء الشركة الموافقة الرسمية. ^{[ 27 ]}

كانت طائرة الهليكوبتر الكهربائية "سوليوشن إف/كريتيان" أول طائرة هليكوبتر تحلق بحرية ، وقد طورها باسكال كريتيان في مدينة فينيل الفرنسية. انتقلت من مرحلة التصميم بمساعدة الحاسوب في سبتمبر 2010 إلى أول رحلة تجريبية في أغسطس 2011، في أقل من عام. ^{[ 28 ] [ 29 ]}

في سبتمبر 2016، نجحت مارتين روثبلات وشركة Tier1 Engineering في اختبار طائرة هليكوبتر تعمل بالطاقة الكهربائية. وصلت الطائرة، التي استغرقت رحلتها خمس دقائق، إلى ارتفاع 120 مترًا (400 قدم) بسرعة قصوى بلغت 150 كيلومترًا في الساعة (80 عقدة ) . تم تعديل طائرة الهليكوبتر من طراز روبنسون R44 بمحركين متزامنين من نوع YASA ثلاثي الأطوار بمغناطيس دائم ، يزن كل منهما 45 كيلوغرامًا (100 رطل) ، بالإضافة إلى 11 بطارية ليثيوم بوليمر من شركة برامو تزن 500 كيلوغرام (1100 رطل) . ^{[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]} حلّقت الطائرة لاحقًا لمدة 20 دقيقة في عام 2016. ^{[ 33 ]} في 7 ديسمبر 2018، حلّقت شركة Tier 1 Engineering بطائرة R44 كهربائية تعمل بالبطارية لمسافة تزيد عن 30 ميلًا بحريًا (56 كيلومترًا) بسرعة 80 عقدة (150 كيلومترًا في الساعة) وعلى ارتفاع 800 قدم (240 مترًا) ، مسجلةً بذلك رقمًا قياسيًا عالميًا في موسوعة غينيس لأبعد مسافة. ^{[ 34 ]}            

في يونيو 2017، كشفت إيرباص عن طائرتها التجريبية CityAirbus ، وهي طائرة كهربائية ذات إقلاع وهبوط عمودي. ^{[ 35 ]} صُممت هذه الطائرة متعددة المراوح لنقل أربعة ركاب، مع طيار في البداية، على أن تصبح ذاتية القيادة عندما تسمح اللوائح بذلك. ^{[ 35 ]} كان من المقرر أن تُجري أول رحلة تجريبية بدون طيار في نهاية عام 2018، على أن تتبعها رحلات مأهولة في عام 2019. ^{[ 36 ]} ومن المقرر الحصول على شهادة النوع وطرحها تجاريًا في عام 2023. ^{[ 37 ]}

إنجينيويتي ، وهي طائرة ناسا الصغيرة غير المأهولة (sUAS) التي حلقت على سطح المريخ عام 2021 لتصبح أول طائرة خارج كوكب الأرض، مزودة بزوج واحد من الدوارات المحورية . من المتوقع أن تكون مركبة الهبوط الدوارة دراغون فلاي ثاني طائرة تعمل على جرم سماوي آخر غير الأرض، حيث يُفترض أن تبدأ تحليقها في غلاف تيتان الجوي حوالي عام 2034. وقد زُوّدت المركبة بقدرات الإقلاع والهبوط العمودي (VTOL) لنقلها ومستشعراتها إلى مواقع مختلفة أبعد عن موقع الهبوط. ^{[ 38 ]}

في 21 أكتوبر 1973، حلّقت طائرة ميليتكي MB-E1، وهي طائرة شراعية بمحرك من طراز برديتشكا HB-3 قام بتعديلها فريد ميليتكي وقادها هاينو برديتشكا، لمدة 9 دقائق من مدينة لينز في النمسا: أول طائرة كهربائية تحلق بقوتها الذاتية وعلى متنها شخص، تعمل ببطاريات النيكل والكادميوم (NiCad). ^{[ 39 ] [ 40 ]} تتميز بطاريات النيكل والكادميوم بكثافة طاقة أعلى من بطاريات الرصاص الحمضية ، وهو أمر ضروري لتشغيل طائرة أثقل من الهواء .

بعد نجاح رحلة طيران تعمل بالطاقة البشرية ، سمحت جائزة كريمر المعاد إطلاقها للطاقم بتخزين الطاقة قبل الإقلاع. ^{[ 41 ]} في ثمانينيات القرن العشرين، قامت العديد من هذه التصاميم بتخزين الكهرباء المولدة عن طريق الدواسة، بما في ذلك طائرة MIT Monarch وطائرة Aerovironment Bionic Bat. ^{[ 42 ]}

يستخدم مشروع FCD (نموذج خلايا الوقود التجريبي) الذي تقوده شركة بوينغ طائرة شراعية بمحرك من طراز Diamond HK-36 Super Dimona كمنصة اختبار بحثية لطائرة خفيفة تعمل بخلايا وقود الهيدروجين. ^{[ 43 ]} وقد أُجريت رحلات تجريبية ناجحة في فبراير ومارس 2008. ^{[ 43 ] [ 44 ]}

موّلت المفوضية الأوروبية العديد من المشاريع ذات مستوى الجاهزية التكنولوجية المنخفض للطائرات المبتكرة التي تعمل بالدفع الكهربائي أو الهجين. يُعدّ مشروع ENFICA-FC أحد مشاريع المفوضية الأوروبية ، ويهدف إلى دراسة وتجربة طائرة كهربائية بالكامل تعمل بخلايا الوقود كنظام طاقة رئيسي أو مساعد. خلال المشروع الذي امتدّ لثلاث سنوات، تمّ تصميم نظام طاقة قائم على خلايا الوقود، وتمّت تجربته لأول مرة في طائرة خفيفة للغاية من طراز Rapid 200FC في 20 مايو 2010. ^{[ 45 ]}

أُقيمت أول مسابقة ناسا للرحلات الخضراء في عام 2011 وفازت بها طائرة بيبستريل توروس جي 4 في 3 أكتوبر 2011. ^{[ 46 ] [ 47 ] [ 48 ]}

في عام 2013، أثبت تشيب ييتس أن أسرع طائرة كهربائية في العالم، وهي طائرة Long ESA، وهي نسخة معدلة من طائرة Rutan Long-EZ ، تتفوق على طائرة Cessna التي تعمل بالبنزين وغيرها من الطائرات في سلسلة من التجارب التي تحققت منها الهيئة الدولية للملاحة الجوية . وقد تبين أن طائرة Long ESA أقل تكلفة، وتتمتع بسرعة قصوى أعلى، ومعدل صعود أسرع، ويعود ذلك جزئيًا إلى قدرة الطائرة على الحفاظ على أدائها على ارتفاعات عالية، حيث لا يؤثر انخفاض كثافة الهواء على أداء المحرك. ^{[ 49 ] [ 50 ]}

في عام 2017، استخدمت شركة سيمنز طائرة استعراضية معدلة من طراز Extra EA-300 ، وهي طائرة 330LE، لتسجيل رقمين قياسيين جديدين: ففي 23 مارس في مطار دينسلاكن شفارتزه هايد في ألمانيا، وصلت الطائرة إلى سرعة قصوى تبلغ حوالي 340 كم/ساعة (180 عقدة) على مسافة 3 كم (1.6 ميل بحري) ، وفي اليوم التالي، أصبحت أول طائرة شراعية تجر طائرة كهربائية. ^{[ 51 ]}    

كانت وكالة ناسا تُطوّر طائرة X-57 ماكسويل لعرض تقنية تُقلّل من استهلاك الوقود والانبعاثات والضوضاء، لكن البرنامج أُلغي بسبب مشاكل في نظام الدفع. ^{[ 52 ]} ستحتوي طائرة X-57، المُعدّلة من طائرة تيكنام P2006T ، على 14 محركًا كهربائيًا تُشغّل مراوح مُثبّتة على الحواف الأمامية للأجنحة. ^{[ 53 ]} في يوليو 2017، قامت شركة سكيلد كومبوزيتس بتعديل أول طائرة P2006T باستبدال محركاتها المكبسية بمحركات كهربائية، لتطير في أوائل عام 2018، ثم ستنقل المحركات إلى أطراف الأجنحة لزيادة كفاءة الدفع ، وأخيرًا ستُركّب جناحًا عالي النسبة الباعية مع 12 مروحة أصغر حجمًا. ^{[ 54 ]}

تقوم شركة ZeroAvia الناشئة الأمريكية/البريطانية بتطوير أنظمة دفع بخلايا الوقود عديمة الانبعاثات للطائرات الصغيرة، وتختبر طائرتها HyFlyer في أوركني بدعم من الحكومة البريطانية بمبلغ 2.7 مليون جنيه إسترليني. ^{[ 55 ]}

تحت إشراف فريدي تو، المهندس المعماري وعضو لجنة جائزة كريمر ، صُممت طائرة سولار ون على يد ديفيد ويليامز، وأنتجتها شركة تطوير الطائرات التي تعمل بالطاقة الشمسية. وهي طائرة شراعية بمحرك، بُنيت في الأصل كطائرة تعمل بدواسة القدم لمحاولة عبور القناة الإنجليزية، باستخدام محرك كهربائي يُشغل ببطاريات تُشحن قبل الطيران بواسطة مجموعة من الخلايا الشمسية على الجناح. ^{[ 56 ]} جرت أول رحلة تجريبية لسولار ون في مطار لاشام ، هامبشاير، في 19 ديسمبر 1978. ^{[ 57 ]}

في 29 أبريل 1979، أصبحت طائرة ماورو سولار رايزر ثاني طائرة تعمل بالطاقة الشمسية وتحمل ركابًا تحلق في الجو، حيث كانت خلاياها الكهروضوئية تولد 350 واط (0.47 حصان) بجهد 30 فولت، وتشحن بطارية صغيرة تُشغل المحرك. بعد شحنها لمدة ساعة ونصف، كانت البطارية قادرة على تزويد الطائرة بالطاقة لمدة تتراوح بين 3 و5 دقائق للوصول إلى ارتفاع التحليق. ^{[ 58 ]} وقد جاء ذلك بعد نجاح اختبار نموذج أولي في عام 1974، بالتزامن مع تطوير الخلايا الشمسية، في نفس الفترة التي شهدت تطوير بطاريات النيكل والكادميوم.  

حلقت طائرة ماك كريدي جوسامير بينجوين لأول مرة حاملة طياراً في عام 1980.

تم تحليق طائرة ماك كريدي سولار تشالنجر لأول مرة في عام 1980، وفي عام 1981 حلقت لمسافة 163 ميلاً من مطار بونتواز، شمال باريس، إلى قاعدة مانستون التابعة لسلاح الجو الملكي في مانستون ، إنجلترا، وبقيت محلقة لمدة 5 ساعات و23 دقيقة، وكان الطيار ستيفن بتاك هو من يقودها.

حلّقت طائرة سولير 1، التي طوّرها غونتر روشيلت، والتي يقودها طيار بشري ، في عام 1983 بأداء مُحسّن بشكل ملحوظ. ^{[ 59 ] [ 60 ]} وقد استخدمت 2499 خلية شمسية مثبتة على الجناح. ^{[ 59 ]}

صُممت وبُنيت الطائرة الألمانية التي تعمل بالطاقة الشمسية "إيكاري 2" من قِبل معهد تصميم الطائرات (Institut für Flugzeugbau) التابع لجامعة شتوتغارت عام 1996. وكان رودولف فويت-نيتشمان، رئيس المعهد، قائد المشروع وقائد الطائرة في كثير من الأحيان. وقد فاز التصميم بجائزة بيربلينجر عام 1996، وجائزة الإنجاز الخاص من جمعية الطيران التجريبي (EAA) في أوشكوش، وميدالية دايدالوس الذهبية من نادي الطيران الألماني، وجائزة أوستيف في فرنسا عام 1997. ^{[ 61 ]}

Solar Impulse 2 is powered by four electric motors. Energy from solar cells on the wings and horizontal stabilizer is stored in lithium polymer batteries and used to drive propellers.^[62][63] In 2012, the first Solar Impulse made the first intercontinental flight by a solar aircraft, flying from Madrid, Spain to Rabat, Morocco.^[64][65] Completed in 2014, Solar Impulse 2 carried more solar cells and more powerful motors, among other improvements. In March 2015, the aircraft took off on the first stage of a planned round-the-world trip, flying eastwards from Abu Dhabi, United Arab Emirates.^[66] Due to battery damage, the craft halted at Hawaii, where its batteries were replaced. It resumed the circumnavigation in April 2016^[67] and reached Seville, Spain, in June 2016.^[68] The following month it returned to Abu Dhabi, completing its circumnavigation of the world.^[69]

An application is as a sustaining motor or even a self-launching motor for gliders. The most common system is the front electric sustainer, which is used in over 240 gliders. The short range is not a problem as the motor is used only briefly, either to launch or to avoid an outlanding (an unplanned landing while soaring).

The first commercially available, non-certified production electric aircraft, the Alisport Silent Club self-launching glider, flew in 1997. It is optionally driven by a 13 kW (17 hp) DC electric motor running on 40 kg (88 lb) of batteries that store 1.4 kWh (5.0 MJ) of energy.^[71]

مُنحت أول شهادة صلاحية طيران لطائرة تعمل بالطاقة الكهربائية لطائرة لانج أنتاريس 20E في عام 2003. وهي طائرة شراعية كهربائية ذاتية الإقلاع، يبلغ طولها 20 مترًا (66 قدمًا)، مزودة بمحرك تيار مستمر/تيار مستمر عديم الفرشات بقوة 42 كيلوواط (56 حصانًا) وبطاريات ليثيوم أيون ، ويمكنها الصعود إلى ارتفاع 3000 متر (9800 قدم) ببطاريات مشحونة بالكامل. ^{[ 72 ]} أُجريت أول رحلة لها في عام 2003. وفي عام 2011، فازت الطائرة بمسابقة بيربلينجر. ^{[ 73 ]}      

في أواخر العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، قامت شركة Yuneec International الصينية المصنعة للنماذج التي يتم التحكم فيها عن طريق الراديو بتطوير واختبار العديد من الطائرات ذات الأجنحة الثابتة التي تعمل بالبطاريات، بما في ذلك E430 ، وهي أول طائرة كهربائية مصممة للإنتاج التسلسلي، لكنها فشلت في تسويقها (تم بناء نماذج أولية فقط) وفي منتصف العقد الثاني من القرن الحادي والعشرين، اتجهت إلى سوق الطائرات بدون طيار الاستهلاكية المربحة.

كانت طائرة توروس إلكترو أول طائرة كهربائية بمقعدين تحلق على الإطلاق، ^{[ 74 ]} بينما توروس إلكترو جي 2 هي النسخة الإنتاجية التي طُرحت عام 2011. تعمل الطائرة بمحرك كهربائي بقوة 40 كيلوواط (54 حصانًا) وبطاريات ليثيوم للإقلاع الذاتي ^{[ 75 ]} إلى ارتفاع 2000 متر (6600 قدم) ، وبعد ذلك يُسحب المحرك وتحلق الطائرة كطائرة شراعية. وهي أول طائرة كهربائية بمقعدين تدخل مرحلة الإنتاج التسلسلي. ^{[ 76 ] [ 77 ]}    

نظراً لتركيز تدريب الطيارين على الرحلات القصيرة، تقوم العديد من الشركات بتصنيع أو عرض طائرات خفيفة مناسبة للتدريب الأولي على الطيران. كانت طائرة إيرباص إي-فان مُصممة خصيصاً للتدريب على الطيران، ولكن تم إلغاء المشروع. تُصنّع شركة بيبستريل طائرات رياضية كهربائية خفيفة، مثل بيبستريل واتس أب ، وهي نموذج أولي لطائرة بيبستريل ألفا إلكترو . تتمثل ميزة الطائرات الكهربائية في التدريب على الطيران في انخفاض تكلفة الطاقة الكهربائية مقارنةً بوقود الطائرات، بالإضافة إلى انخفاض مستوى الضوضاء وانبعاثات العادم مقارنةً بمحركات الاحتراق الداخلي.

طائرة باي إيروسبيس إي فلاير 2 (المعروفة سابقًا باسم صن فلاير 2) هي طائرة كهربائية خفيفة صممتها وطورتها شركة باي إيروسبيس في دنفر، كولورادو. تم الكشف عن الطائرة للجمهور لأول مرة في 11 مايو 2016، وحلقت لأول مرة في 10 أبريل 2018.

في 10 يونيو 2020، كانت طائرة "فيليس إلكترو"، وهي نسخة كهربائية من طائرة "بيبستريل فايروس" ذات المقعدين، أول طائرة كهربائية تحصل على شهادة النوع من وكالة سلامة الطيران الأوروبية (EASA ). تعمل الطائرة بمحرك كهربائي بقوة 76 حصانًا (57 كيلوواط) تم تطويره بالتعاون مع شركة "إمراكس" ، وتوفر حمولة تبلغ 170 كيلوغرامًا (370 رطلًا) ، وسرعة طيران تصل إلى 90 عقدة (170 كيلومترًا في الساعة) ، وقدرة على التحليق لمدة 50 دقيقة. تخطط شركة "بيبستريل" لتسليم أكثر من 30 طائرة في عام 2020، لاستخدامها كطائرة تدريب . ^{[ 78 ]}      

في 12 أكتوبر 2021، أعلنت شركة دايموند إيركرافت عن تطوير طائرة eDA40 ، مستهدفةً أول رحلة تجريبية لها في عام 2022 والحصول على شهادة اعتماد الجزء 23 من لوائح وكالة سلامة الطيران الأوروبية/إدارة الطيران الفيدرالية الأمريكية في عام 2023، وهي مصممة خصيصًا لسوق تدريب الطيران. ^{[ 79 ]} من المتوقع أن تتمكن الطائرة ذات المقعدين من الطيران لمدة تصل إلى 90 دقيقة، بتكاليف تشغيل أقل بنسبة 40% من الطائرات ذات المحركات المكبسية. وتخطط الشركة لإصدار نسخة ثلاثية المقاعد من eDA40 في المستقبل. ^{[ 80 ]} وقد أجرت eDA40 رحلتها التجريبية الأولى في 20 يوليو 2023. ^{[ 81 ]}

في صباح الثالث من يونيو/حزيران 2025، هبطت أول رحلة ركاب لطائرة تعمل بالطاقة الكهربائية في أمريكا الشمالية في مطار جون إف كينيدي الدولي ، حيث قاد كايل كلارك، مؤسس والرئيس التنفيذي لشركة بيتا تكنولوجيز التي تتخذ من بيرلينجتون بولاية فيرمونت مقرًا لها، طائرة عليا سي إكس 300 إلى مدرج المطار، منهيًا رحلة استغرقت 45 دقيقة وقطعت مسافة 72 ميلًا بحريًا، انطلقت من إيست هامبتون . أسس كلارك شركة بيتا في عام 2017، وجمع مليار دولار أمريكي كتمويل من هيئة قطر للاستثمار ، وشركة فيديليتي للاستثمارات ، وشركة أمازون ، وبدأ العمل على طائرة عليا سي إكس 300 في عام 2018. ^{[ 82 ]}

تتميز الطائرة بأربعة مراوح قابلة للتركيب في أعلاها، مما يسمح لها بالإقلاع عموديًا كالمروحية، كما يمكنها الإقلاع أفقيًا كطائرة تقليدية. تتسع الطائرة لخمسة أشخاص - طيار وأربعة ركاب - وقد قطعت عشرات الآلاف من الأميال في رحلات جوية، معظمها من مطار صغير في بيتسبرغ قبل هبوطها في مطار جون إف كينيدي. تطلبت رحلتها إلى ذلك المطار دخولها إلى المجال الجوي من الفئة "ب" ، وهو المجال الجوي الأكثر خضوعًا للرقابة في الولايات المتحدة، مما وضعها على نفس الارتفاعات وسرعات الاقتراب للطائرات التجارية، وتطلب من كلارك الاستجابة لمراقبة الحركة الجوية دون أي انحراف أو تأخير. ^{[ 83 ] [ 82 ]}

يُعدّ مختبر ناسا لاختبار الطائرات الكهربائية (NEAT) مختبرًا قابلًا لإعادة التكوين تابعًا لناسا، ويقع في محطة بلوم بروك بولاية أوهايو، ويُستخدم لتصميم وتطوير وتجميع واختبار أنظمة الطاقة الكهربائية للطائرات، بدءًا من الطائرات الصغيرة التي تتسع لشخص أو شخصين، وصولًا إلى الطائرات التجارية بقدرة 20 ميغاواط (27000 حصان) . ^{[ 84 ]} تُمنح اتفاقيات بحثية من ناسا (NRA) لتطوير مكونات الدفع الكهربائي. ^{[ 85 ]} وقد أُلغي هذا البرنامج في عام 2023.  

في سبتمبر 2017، أعلنت شركة الطيران البريطانية منخفضة التكلفة "إيزي جيت" عن تطويرها طائرة كهربائية تتسع لـ 180 راكبًا بحلول عام 2027 بالتعاون مع شركة "رايت إلكتريك" . ^{[ 86 ]} تأسست شركة "رايت إلكتريك" الأمريكية عام 2016، وقامت ببناء نموذج أولي ثنائي المقاعد مزود ببطاريات وزنها 272 كيلوغرامًا (600 رطل) ، وتعتقد أنه يمكن تطويرها على نطاق أوسع باستخدام تقنيات بطاريات جديدة أخف وزنًا بشكل ملحوظ . ويكفي مدى طيران يبلغ 291 ميلًا بحريًا (539 كيلومترًا) لـ 20% من ركاب "إيزي جيت". ^{[ 87 ]} ستعمل "رايت إلكتريك" لاحقًا على تطوير طائرة تتسع لـ 10 ركاب، وفي نهاية المطاف طائرة ذات ممر واحد تتسع لـ 120 راكبًا على الأقل، للرحلات القصيرة، وتستهدف خفض مستوى الضوضاء بنسبة 50% وخفض التكاليف بنسبة 10%. ^{[ 88 ]} ويُقدّر جيفري إنجلر، الرئيس التنفيذي لشركة "رايت إلكتريك"، أن الطائرات الكهربائية ذات الجدوى التجارية ستؤدي إلى خفض تكاليف الطاقة بنحو 30%. ^{[ 89 ]}    

في 19 مارس 2018، أعلنت شركة صناعات الفضاء الإسرائيلية عن خططها لتطوير طائرة ركاب كهربائية قصيرة المدى، مستفيدةً من خبرتها في أنظمة الطاقة الكهربائية للطائرات المسيّرة الصغيرة. ^{[ 90 ]} ويمكنها تطويرها داخليًا، أو بالتعاون مع شركة ناشئة مثل شركة إيفايشن الإسرائيلية، أو شركة زونوم إيرو الأمريكية ، أو شركة رايت إلكتريك. ^{[ 90 ]}

طوّرت شركة MagniX الأسترالية طائرة كهربائية من طراز Cessna 208 Caravan مزودة بمحرك بقوة 540 كيلوواط (720 حصانًا) لرحلات تصل مدتها إلى ساعة. ^{[ 91 ]} يُنتج محرك Magni5 الكهربائي من الشركة طاقة مستمرة تبلغ 265 كيلوواط (355 حصانًا) ، وذروة طاقة تبلغ 300 كيلوواط (400 حصان) عند 2500 دورة في الدقيقة بكفاءة 95%، بوزن جاف يبلغ 53 كيلوغرامًا (117 رطلًا) ، وكثافة طاقة تبلغ 5 كيلوواط/كيلوغرام، لينافس بذلك محرك Siemens SP260D بقوة 260 كيلوواط (350 حصانًا) ووزن 50 كيلوغرامًا (110 أرطال) المستخدم في طائرة Extra 330LE . ^{[ 91 ]} في سبتمبر 2018، تم اختبار محرك كهربائي بقوة 350 حصانًا (260 كيلوواط) مزود بمروحة على طائرة Cessna Iron Bird. حلقت طائرة كارافان بقوة 750 حصان (560 كيلوواط) لأول مرة في عام 2020، وبحلول عام 2022 تتوقع شركة ماجنيكس أن يصل مدى الطائرات الكهربائية إلى 500 و1000 ميل (800 و1610 كم) بحلول عام 2024.                  ^{[ 92 ]}

تم تشغيل المحرك على جهاز اختبار ديناميكي لمدة 1000 ساعة. ^{[ 93 ]} الطائرة التجريبية عبارة عن هيكل أمامي من طراز كارافان، استُخدم كمنصة اختبار، حيث استُبدل محرك برات آند ويتني كندا PT6 التوربيني الأصلي بمحرك كهربائي، وعاكس، ونظام تبريد سائل، بما في ذلك مشعات، لتشغيل مروحة سيسنا 206. ^{[ 93 ]} سيُنتج المحرك الإنتاجي 280 كيلوواط (380 حصانًا) عند 1900 دورة في الدقيقة، بانخفاض عن 2500 دورة في الدقيقة لمحرك الاختبار، مما يسمح بتركيبه دون الحاجة إلى علبة تروس تخفيض السرعة. ^{[ 93 ]} في 28 مايو 2020، حلّقت طائرة سيسنا 208B eCaravan الكهربائية ذات التسعة مقاعد، والمجهزة بمحرك MagniX، باستخدام الطاقة الكهربائية، ^{[ 94 ]} تمهيدًا للحصول على شهادة التشغيل التجاري. ^{[ 95 ]}  

تم تركيب محرك كهربائي من طراز MagniX بقوة 560 كيلوواط (750 حصانًا) في طائرة دي هافيلاند كندا DHC-2 بيفر المائية . وكانت شركة هاربور إير ، ومقرها في كولومبيا البريطانية ، تأمل في إدخال الطائرة في الخدمة التجارية عام 2021، لرحلات تقل مدتها عن 30 دقيقة مبدئيًا، إلى حين زيادة مداها مع استخدام بطاريات أفضل. ^{[ 55 ]} وفي 10 ديسمبر 2019، قامت الطائرة بأول رحلة لها لمدة أربع دقائق من نهر فريزر بالقرب من فانكوفر . وقد استُبدل محرك برات آند ويتني R-985 واسب جونيور المكبسي، المُركّب عادةً في طائرة بيفر ذات الستة مقاعد، بمحرك ماغني 500 بوزن 135 كيلوغرامًا (298 رطلًا) ، مزود ببطاريات قابلة للاستبدال، مما يسمح برحلات مدتها 30 دقيقة مع احتياطي طاقة لمدة 30 دقيقة. ^{[ 96 ]} بحلول أبريل 2022، تأجل اختبار الطيران لنسخة قابلة للاعتماد من خلال شهادة نوع تكميلية (STC) حتى أواخر عام 2023، لنقل أربعة ركاب وطيار في رحلات مدتها 30 دقيقة مع احتياطي طاقة لمدة 30 دقيقة. ^{[ 97 ]} تسعى شركة ماغنيكس للحصول على شهادة إدارة الطيران الفيدرالية (FAA) لمحرك طائراتها ماغني650 بقوة 640 كيلوواط (850 حصانًا)، بينما تسعى شركة H55 (المنبثقة عن شركة سولار إمبلس) للحصول على موافقة وكالة سلامة الطيران الأوروبية (EASA ) . ^{[ 97 ]}   

من المتوقع أن تحلق طائرة تجريبية من طراز Scylax E10 الألمانية ذات العشرة مقاعد في عام 2022.ينبغي أن تستخدمها جبهة التحرير الوطني فريزيا للطائرات لربط جزر فريزيا الشرقية بمدى يبلغ 300 كيلومتر (160 ميلًا بحريًا) ومسافة إقلاع وهبوط قصيرة تبلغ 300 متر (980 قدمًا) . ^{[ 55 ]}    

في سبتمبر 2020، كشفت شركة هارت إيروسبيس، ومقرها غوتنبرغ ، عن تصميمها للطائرة ES-19، وهي طائرة تجارية كهربائية بالكامل تتسع لـ 19 راكبًا، ومن المقرر أن تدخل الخدمة بحلول منتصف عام 2026. ^{[ 98 ]} تتميز الطائرة بهيكل وجناح تقليديين من الألومنيوم، ويبلغ مداها المخطط له 400 كيلومتر (222 ميلًا بحريًا)، ومن المتوقع أن تعمل من مدارج لا يتجاوز طولها 800 متر (2600 قدم) . ^{[ 98 ]} استهدفت هارت في البداية شركات الطيران العاملة في دول الشمال الأوروبي ، وتلقت "إبداءات اهتمام" لشراء 147 طائرة من طراز ES-19 بقيمة تقارب 1.1 مليار يورو أو 1.3 مليار دولار أمريكي ( 7.5 مليون يورو أو 8.8 مليون دولار أمريكي لكل طائرة) من ثماني شركات طيران على الأقل. ^{[ 98 ]} بدعم من شركة رأس المال الاستثماري السويدية EQT Ventures ، وحكومات دول الشمال الأوروبي، والاتحاد الأوروبي ، حصلت هارت على تمويل مبدئي من وكالة الابتكار السويدية Vinnova، وهي إحدى الشركات المتخرجة من برنامج تسريع الشركات الناشئة Y Combinator في وادي السيليكون . ^{[ 98 ]}   

في مارس 2021، أعلنت شركة Aura Aero التي تتخذ من تولوز مقراً لها عن تطوير طائرتها ERA (الطائرة الإقليمية الكهربائية)، وهي طائرة كهربائية تتسع لـ 19 راكباً، ومن المقرر اعتمادها في عام 2026. ^{[ 99 ]}

تحوّل الخلية الشمسية ضوء الشمس مباشرةً إلى كهرباء، إما لتوليد الطاقة مباشرةً أو لتخزينها مؤقتًا. يُعدّ إنتاج الطاقة من الخلايا الشمسية منخفضًا، ويتطلب توصيل العديد منها معًا، مما يحدّ من استخدامها. تُنتج الألواح الشمسية النموذجية التي تعمل بكفاءة تحويل تتراوح بين 15 و20% (من طاقة ضوء الشمس إلى طاقة كهربائية) حوالي 150-200 واط/م² ⁽ 0.019-0.025 حصان/ قدم مربع) تحت أشعة الشمس المباشرة. ^{[ 103 ]} وتزداد محدودية المساحات القابلة للاستخدام، إذ يؤثر إنتاج الطاقة من لوحة ضعيفة الأداء على إنتاج الطاقة من جميع الألواح المتصلة بها، مما يعني أنها جميعًا تتطلب ظروفًا متشابهة، بما في ذلك أن تكون بزاوية مماثلة مع الشمس، وألا تحجبها الظلال. ^{[ 104 ]}   

بين عامي 2010 و2020، انخفضت تكلفة وحدات الطاقة الشمسية بنسبة 90%، وما زالت تنخفض بنسبة 13-15% سنويًا. ^{[ 105 ]} كما ارتفعت كفاءة الخلايا الشمسية بشكل ملحوظ، من 2% عام 1955 إلى 20% عام 1985، وتتجاوز كفاءة بعض الأنظمة التجريبية حاليًا 44%. مع ذلك، فإن معظم التقنيات التي تحقق هذه الكفاءات العالية لم تكن متاحة إلا في المختبرات، وليس على نطاق الإنتاج الكامل. ^{[ 106 ]}

إن وفرة ضوء الشمس تجعل الطاقة الشمسية جذابة للتطبيقات التي تتطلب ارتفاعات عالية ومدة تشغيل طويلة، حيث يجعل البرد وانخفاض التداخل الجوي منها أكثر كفاءة بشكل ملحوظ من استخدامها على سطح الأرض. ^{[ 107 ] [ 108 ]} ويبلغ متوسط ​​انخفاض درجة حرارة الهواء الجاف مع ازدياد الارتفاع، والذي يُسمى معدل التدرج البيئي (ELR) ، 6.49  درجة مئوية/كم ^{[ 109 ]} (يُحفظ في تدريب الطيارين على أنه 1.98  درجة مئوية/1000  قدم أو 3.56  درجة فهرنهايت/1000  قدم)، وبالتالي ستكون درجة الحرارة على ارتفاع تحليق نموذجي لطائرة ركاب يبلغ حوالي 35000 قدم (11000 متر) أقل بكثير من درجة الحرارة على مستوى سطح الأرض.  

يتطلب الطيران الليلي، كما هو الحال في رحلات التحمل والطائرات التي توفر تغطية لمدة 24 ساعة فوق منطقة ما، عادةً نظام تخزين احتياطي، يتم شحنه خلال النهار من الطاقة الفائضة، ويوفر الطاقة خلال ساعات الظلام.

يعتمد نقل الطاقة الكهرومغناطيسية، مثل الموجات الدقيقة، عبر شعاع الطاقة على مصدر طاقة أرضي. ومع ذلك، بالمقارنة مع استخدام كابل الطاقة، يسمح نقل الطاقة عبر شعاع الطاقة للطائرة بالتحرك جانبيًا ويقلل بشكل كبير من وزنها، خاصةً مع ازدياد الارتفاع. وقد تم تجربة هذه التقنية على نماذج صغيرة فقط، وهي بانتظار تطويرها عمليًا على نطاق أوسع. ^{[ 110 ]}

بالنسبة للمركبات التي تعمل بالطاقة والتي تحل محل المناطيد المربوطة ، يمكن توصيل كابل طاقة كهربائية بمصدر أرضي، مثل مولد كهربائي أو شبكة الكهرباء المحلية . على ارتفاعات منخفضة، يغني هذا عن الحاجة إلى رفع البطاريات، وقد استُخدم في مركبة المراقبة التجريبية بيتروتشي-كارمان-زوروفيتش PKZ-1 عام 1917. مع ذلك، كلما ارتفع تحليقها، ازداد وزن الكابل الذي ترفعه.

تُعدّ البطاريات أكثر مكونات تخزين الطاقة شيوعًا في الطائرات الكهربائية، نظرًا لسعتها التخزينية العالية نسبيًا. استُخدمت البطاريات لأول مرة لتشغيل المناطيد في القرن التاسع عشر، إلا أن بطاريات الرصاص الحمضية كانت ثقيلة جدًا، ولم تصبح البطاريات عملية للطائرات الأثقل من الهواء إلا مع ظهور أنواع كيميائية أخرى، مثل بطاريات النيكل والكادميوم (NiCd) في أواخر القرن العشرين. أما البطاريات الحديثة فهي في الغالب من النوع القابل لإعادة الشحن، وتعتمد على تقنيات الليثيوم.

تُستخدم بطاريات الليثيوم بوليمر (LiPo)، وهي نوع من بطاريات الليثيوم أيون (LIB)، منذ فترة طويلة في الطيران بدون طيار نظرًا لخفة وزنها وقابليتها لإعادة الشحن. مع ذلك، فإن كثافة طاقتها تحدّ من استخدامها في الغالب كبطاريات للطائرات المسيّرة. ^{[ 111 ]} إن زيادة أقصى مدة طيران بمجرد تصميم طائرات أكبر حجمًا باستخدام بطاريات أكبر حجمًا غير فعّال، نظرًا للتأثير السلبي على مدى الحمولة. فبعد زيادة معينة في وزن البطارية، تتناقص الفائدة المرجوة لأن الزيادة في الوزن لا تُعادل الزيادة في الطاقة النوعية للبطارية . ^{[ 112 ] [ 113 ]}

توجد مفاضلة مماثلة بين أقصى مدى وعدد الركاب. وقد استُخدمت أدوات حسابية لنمذجة هذا الاتجاه، متوقعةً أن طائرة كهربائية صغيرة الحجم بوزن متوسط ​​(1500  كجم) وكثافة طاقة متوسطة (150 واط/كجم) يمكنها قطع مسافة 80  ميلاً تقريبًا مع راكب واحد، و60  ميلاً تقريبًا مع راكبين، وأقل من 30  ميلاً تقريبًا مع ثلاثة ركاب. ^{[ 113 ]}

في عام 2017، قُدِّرت الطاقة المتاحة من البطاريات بـ 170 واط/كغ، و145 واط/كغ عند عمود الدوران شاملةً كفاءة النظام، بينما استخرجت توربينة غازية 6545 واط/كغ من طاقة عمود الدوران من وقود كثافته 11900 واط/كغ. ^{[ 114 ]} وفي عام 2018، قُدِّرت طاقة بطاريات الليثيوم أيون، بما في ذلك التغليف والملحقات، بـ 160 واط/كغ، بينما بلغت طاقة وقود الطائرات 12500 واط/كغ. ^{[ 115 ]} وفي عام 2018، لم تتجاوز الطاقة النوعية لتخزين الكهرباء 2% من طاقة وقود الطائرات . ^{[ 116 ]} هذه النسبة 1:50 تجعل الدفع الكهربائي غير عملي للطائرات طويلة المدى، إذ تتطلب مهمة لمسافة 500 ميل بحري (930 كم) لطائرة كهربائية بالكامل تتسع لـ 12 راكبًا زيادة ستة أضعاف في كثافة طاقة البطارية. ^{[ 117 ]} مع ذلك، تتمتع المحركات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات بكفاءة أعلى (حوالي 90%) من معظم محركات الطائرات النفاثة (حوالي 50%)، وهو ما يمكن استغلاله بشكل أكبر من خلال تقنيات البطاريات الناشئة. ^{[ 118 ]}  

لضمان جدوى استخدام الطائرات الكهربائية، من الضروري تحسين أنظمة تخزين الطاقة. ومن المعروف أن كثافة الطاقة تُشكل العائق الرئيسي أمام أنظمة الدفع الكهربائية عديمة الانبعاثات. ^{[ 119 ] [ 120 ]} ومن القيود الأخرى معدل التفريغ الناتج عن نسبة الطاقة المطلوبة إلى طاقة البطارية، بالإضافة إلى حساسية مراحل المهمة، حيث يبلغ معدل التفريغ (C-rate) للإقلاع 4C، بينما يصل إلى 5C تقريبًا للهبوط. ^{[ 121 ] [ 113 ]} وتتطلب الطائرات الكهربائية توليد حرارة إضافية، بالإضافة إلى احتياجات نهاية العمر الافتراضي، مما يستلزم استراتيجيات مبتكرة لإدارة الحرارة، وقدرات على التعامل مع انخفاض الطاقة، وفهم أنماط فشل حزمة البطارية.

في عام 2019، حققت أفضل بطاريات الليثيوم أيون كثافة طاقة تتراوح بين 250 و300 واط/كجم، وهي كافية للطائرات الصغيرة، بينما تحتاج الطائرات الإقليمية إلى بطارية بكثافة 500 واط/كجم، وتحتاج طائرة ذات ممر واحد بحجم طائرة إيرباص A320 إلى 2 كيلوواط/كجم. ^{[ 117 ]} الطاقة الكهربائية مناسبة فقط للطائرات الصغيرة، أما بالنسبة للطائرات الكبيرة، فيتطلب الأمر تحسين كثافة الطاقة بمقدار 20 ضعفًا مقارنةً ببطاريات الليثيوم أيون. ^{[ 122 ]}

يمكن لهذه البطاريات أن تُخفّض تكاليف التشغيل الإجمالية لبعض الرحلات قصيرة المدى. فعلى سبيل المثال، تبلغ تكلفة الكهرباء المستخدمة في طائرات "هاربور إير بيفر" حوالي 0.10 دولار كندي لكل كيلوواط/ساعة، مقارنةً بـ 2.00 دولار للتر الواحد من الغاز، ^{[ 102 ]} حيث تُوفّر 33 ميغا جول (9.2 كيلوواط/ساعة) من الطاقة باستخدام وقود تبلغ كثافته 44 ميغا جول/كيلوغرام وكثافة وقود الطائرات 0.75، أي ما يعادل 0.22 دولار لكل كيلوواط/ساعة كيميائي أو 0.65 دولار لكل كيلوواط/ساعة للمحرك بكفاءة تبلغ الثلث. مع ذلك، يُعدّ وقود الطائرات النفاثة أرخص، كما أن التوربينات الغازية الكبيرة أكثر كفاءة. في عام 2021، أصبحت تقنيات ما بعد الليثيوم أيون، مثل بطاريات الحالة الصلبة ( ليثيوم-كبريت ، LSB) وبطاريات الليثيوم-هواء (LAB)، مجالات بحثية واعدة بشكل متزايد لتحسين أداء الطائرات الكهربائية التي تعمل بالبطاريات. ^{[ 123 ] [ 124 ]}  

شُكّلت لجنة AE-7D التابعة لجمعية مهندسي السيارات الدولية ^{[ 125 ]} من قِبل شركة Electro.Aero عام 2018 لتوحيد معايير شحن الطائرات الكهربائية وتخزين الطاقة. ومن أوائل الوثائق التي طُوّرت معيار AS6968 لشحن الطائرات الكهربائية بقدرة أقل من ميغاواط. كما تعمل لجنة AE-7D على تطوير تقرير معلومات الفضاء الجوي AIR7357 لشحن الطائرات بقدرة ميغاواط. وتضم بعض المطارات محطات شحن للسيارات الكهربائية، والتي يمكنها أيضًا شحن الطائرات. ^{[ 126 ]}

المكثف الفائق هو نظام تخزين طاقة كهروكيميائي هجين يجمع بين خصائص البطاريات والمكثفات، ويتميز ببعض المزايا مقارنةً بالبطاريات، حيث يمكنه الشحن والتفريغ بسرعة أكبر بكثير مع تيارات ذروة أعلى، دون أن يكون محدودًا بعدد دورات الشحن والتفريغ، لأن التفاعل ليس كيميائيًا فحسب، بل كهربائيًا أيضًا. ^{[ 127 ]}

ومع ذلك، فإن كثافة الطاقة الخاصة بها، والتي تبلغ عادةً حوالي 5 واط ساعة/كجم، أقل بكثير من كثافة الطاقة الخاصة بالبطاريات، وهي أغلى بكثير، حتى عند أخذ عمرها الأطول في الاعتبار. ^{[ 128 ]}

تستخدم خلية الوقود التفاعل بين مادتين كيميائيتين، مثل الهيدروجين والأكسجين ، لتوليد الكهرباء، على غرار محرك الصاروخ الذي يعمل بالوقود السائل ، ولكنها تولد الكهرباء من خلال تفاعل كيميائي مُتحكم فيه، بدلاً من توليد قوة دفع. وبينما يتعين على الطائرة حمل الهيدروجين (أو وقود مشابه)، وما يترتب على ذلك من تعقيدات ومخاطر، يمكن الحصول على الأكسجين من الغلاف الجوي.

جميع الطائرات الكهربائية تقريبًا حتى الآن تعمل بمحركات كهربائية تدير مراوح توليد الدفع أو دوارات توليد الرفع . ^{[ 129 ]}

على الرغم من أن وزن البطاريات يفوق وزن ما يعادلها من الوقود، إلا أن وزن المحركات الكهربائية أقل من وزن نظيراتها من محركات الاحتراق الداخلي، وفي الطائرات الصغيرة المستخدمة للرحلات القصيرة، يمكنها أن تعوض جزئيًا التفاوت بين كثافة الطاقة الكهربائية وكثافة طاقة البنزين. ^{[ 102 ] [ 130 ]} كما أن المحركات الكهربائية لا تفقد طاقتها مع الارتفاع، على عكس محركات الاحتراق الداخلي، ^{[ 126 ]} مما يغني عن الحاجة إلى التدابير المعقدة والمكلفة المستخدمة لمنع ذلك، مثل استخدام الشواحن التوربينية .

تتميز طائرة Extra 330 LE التجريبية بمحرك Siemens SP260D بقوة 260 كيلوواط (350 حصانًا) ووزن 50 كيلوغرامًا، مع بطارية سعة 37.2 كيلوواط ساعة، ليصبح وزن الطائرة 1000 كيلوغرام. ^{[ 131 ]} ويحل هذا المحرك محل محرك Lycoming AEIO-580 المكبسي بقوة 235 كيلوواط (315 حصانًا) ووزن 202 كيلوغرامًا. ^{[ 132 ]} يبلغ وزن طائرة Extra 330 المكبسية فارغة 677 كيلوغرامًا، ^{[ 133 ]} و474 كيلوغرامًا بدون المحرك. يستهلك محرك Lycoming وقودًا بمعدل 64 كيلوغرامًا في الساعة عند إنتاج 315 حصانًا (235 كيلوواط ) ، ^{[ 134 ]} أو 0.27 كيلوغرام/كيلوواط ساعة: أي أنه يحتاج إلى 10 كيلوغرامات من الوقود لإنتاج نفس الطاقة البالغة 37.2 كيلوواط ساعة.            

إلى جانب المحرك نفسه، يُعيق وزن الطائرة احتياطيات الطاقة اللازمة: تحتاج طائرة ذات 19 مقعدًا إلى احتياطيات إلزامية بنسبة 5% لحالات الطوارئ على طول المسار، بالإضافة إلى رحلة إلى مطار  بديل على بُعد 100 ميل بحري، و30 دقيقة انتظار قبل الهبوط - أي ما يعادل 308  كيلوغرامات من الوقود لمحرك توربيني مروحي، أو 4300  كيلوغرام من البطاريات بسعة 250 واط/كيلوغرام. ^{[ 135 ]} يشتمل نظام الدفع الكهربائي أيضًا على محول طاقة ، بينما تحتوي محركات الوقود على نظام وقود خاص بها.

يزن المحرك الكهربائي التجريبي magniX magni500 بقوة 750 حصان (560 كيلوواط) 297 رطل (135 كجم) ، ^{[ 136 ]} بينما يزن محرك Pratt & Whitney Canada PT6 A-114 المعتمد بقوة 729 حصان (544 كيلوواط) 297 رطل (135 كجم) ، ^{[ 137 ]} وكلاهما يقوم بتشغيل طائرة Cessna 208 Caravan .        

يمكن لزيادة الطاقة، بالإضافة إلى تعديلات شهادة النوع التكميلية (STC)، أن تعوض وزن البطاريات عن طريق زيادة الوزن التشغيلي الإجمالي للطائرة، بما في ذلك وزن الهبوط. ^{[ 126 ]} الطائرات التي تعمل بالوقود الأحفوري تكون أخف وزنًا عند الهبوط، مما يسمح بأن يكون هيكلها أخف. أما في الطائرات التي تعمل بالبطاريات، فيبقى الوزن كما هو، وبالتالي قد يتطلب الأمر تدعيمًا. ^{[ 126 ]}

الطائرة الكهربائية الهجينة هي طائرة مزودة بنظام دفع كهربائي هجين . تقلع وتهبط عادةً باستخدام طاقة كهربائية نظيفة وهادئة، وتطير باستخدام محركات مكبسية أو نفاثة تقليدية. هذا يجعل الرحلات الطويلة عملية، مع تقليل انبعاثات الكربون. ^{[ 115 ]} بحلول مايو 2018، كان هناك أكثر من 30 مشروعًا، وتم التخطيط لطائرات ركاب كهربائية هجينة قصيرة المدى بدءًا من عام 2032. ^{[ 6 ]} من بين أكثرها تقدمًا طائرة زونوم آيرو ذات العشرة مقاعد، ^{[ 138 ]} وطائرة إيرباص إي-فان إكس التجريبية، ^{[ 139 ]} وطائرة فولت آيرو كاسيو ، ^{[ 140 ]} وتقوم شركة يو تي سي بتعديل طائرة بومباردييه داش 8 ، ^{[ 141 ]} بينما حلّق النموذج الأولي لطائرة أمباير إلكتريك إي إي إل لأول مرة في 6 يونيو 2019. ^{[ 142 ]}

في نوفمبر 2018، حقق مهندسو معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أول رحلة طيران حرة لطائرة نموذجية خالية من الأجزاء المتحركة، وهي طائرة EAD Airframe Version 2. وتُدفع هذه الطائرة عن طريق توليد رياح أيونية باستخدام الديناميكا المغناطيسية المائية (MHD). ^{[ 143 ] [ 144 ]} وقد استُخدمت الديناميكا المغناطيسية المائية سابقًا لتحقيق الرفع العمودي، ولكن فقط عن طريق توصيل نظام مولد الأيونات المغناطيسي المائي بمصدر طاقة خارجي.