Największa przeszkoda dla lotnictwa wodorowego? Wcale nie chodzi o wodór
W Europie trwają prace nad samolotem o napędzie wodorowo-elektrycznym. Jednym z największych wyzwań okazuje się odprowadzanie ciepła.
Europa dąży do dekarbonizacji transportu, nie tylko drogowego, ale również lotniczego. Jednym ze sposobów jest przejście na napęd niskoemisyjny. Francuski startup Beyond Aero pracuje nad samolotem klasy business z napędem wodorowo-elektrycznym, a izraelska firma TAT Technologies współpracuje z nim przy opracowaniu systemu zarządzania ciepłem. Barierą, którą firmy starają się pokonać, nie jest bowiem sam napęd, lecz skuteczny system chłodzenia.
Wyzwanie ma kilka wymiarów. System musi wydajnie odprowadzać duże ilości ciepła wytwarzanego przez ogniwa paliwowe, a jednocześnie być lekki i kompaktowy. Nie może zbytnio zwiększać masy samolotu ani zajmować za dużo miejsca w jego konstrukcji.
Prace prowadzone są w ramach projektu Beyond Aero ONE, samolotu, który ma przewozić sześciu lub ośmiu pasażerów na odległość ok. 800 mil morskich, czyli ok. 920 mil lądowych (ok. 1480 km). To mniej więcej pięć razy więcej niż zasięg, do którego dążą twórcy porównywalnych samolotów z napędem bateryjno-elektrycznym.
Beyond Aero ONE ma wykorzystywać wodór magazynowany w postaci gazowej, który zasila ogniwa paliwowe. Ogniwa przetwarzają wodór w energię elektryczną, ale jednocześnie wytwarzają ciepło, które trzeba nieustannie odprowadzać. W tym celu TAT opracowało uniwersalny system chłodzenia (ang. Universal Cooling System, UCS). To zintegrowana platforma chłodzenia, którą można stosować zarówno w samolotach elektrycznych, jak i wodorowo-elektrycznych, oraz dostosowywać do różnych warunków pracy.
Zdaniem prezesa TAT Technologies Igala Zamira napęd wodorowy jest obiecującą drogą do ograniczenia emisji w lotnictwie. Zamir podkreślił również, że od nowych platform lotniczych wymaga się elastyczności, wydajności i niezawodności.
Beyond Aero ONE ma trafić do segmentu lotnictwa biznesowego. Konstrukcja od początku powstaje z myślą o napędzie wodorowo-elektrycznym. Nie jest to samolot o konwencjonalnym napędzie przystosowany później do nowego źródła energii.
Newborn – europejski projekt napędu wodorowo-elektrycznego
Beyond Aero ONE nie jest jedynym projektem, który ma wykorzystać napęd wodorowo-elektryczny do dekarbonizacji lotnictwa. Podobne cele ma projekt Newborn, uruchomiony w 2023 r. i koordynowany przez Honeywell Aerospace. W przedsięwzięcie zaangażowanych jest 18 firm i instytucji badawczych z 10 krajów europejskich, a finansowanie zapewnia Unia Europejska za pośrednictwem Clean Aviation Joint Undertaking.
Celem projektu jest opracowanie układu napędowego klasy megawatowej, wykorzystującego wodorowe ogniwa paliwowe. Zespół Honeywell Aerospace z Brna zakończył niedawno ważny etap prac: zintegrował ogniwa paliwowe z pozostałymi podsystemami w działające źródło zasilania. Podczas testów inżynierowie sprawdzili m.in. szczelność układu, parametry pracy czynników roboczych, współdziałanie poszczególnych podsystemów, działanie algorytmów sterowania oraz mechanizmów zabezpieczających.
Kolejne próby mają objąć szerszy zakres mocy oraz dalszą weryfikację stabilności i odporności układu. Następnym krokiem będzie naziemna demonstracja kompletnego układu napędowego, w której wodorowe źródło zasilania i akumulatory dostarczą energię do silnika elektrycznego napędzającego śmigło.
Na potrzeby testów Honeywell przygotował platformę testową, zainstalowaną w ośrodku badawczo-rozwojowym UJV Rez pod Pragą. Obejmuje ona m.in. własne zasilanie, system dystrybucji czynników roboczych, instalację elektryczną, sterownię, zabezpieczenia i systemy odprowadzania ciepła.
Więcej na temat projektu Newborn można przeczytać w artykule: Samoloty bez paliw kopalnych? Projekt Newborn testuje napęd wodorowo-elektryczny.
Marcin Karwowski
marcin.karwowski@gramwzielone.pl
© Materiał chroniony prawem autorskim. Wszelkie prawa zastrzeżone. Dalsze rozpowszechnianie artykułu tylko za zgodą wydawcy E-Magazyny Sp. z o.o.
Obserwuj nas w Google News
Panowie z Izraela……H³N