Хибриден самолетен двигател може значително да редуцира емисиите от авиацията

Авиационната индустрия се стреми да почерпи опит от успеха на хибридните автомобили. Норвежката изследователска организация SINTEF си поставя за цел да разработи хибриден самолетен двигател, който съчетава работа на електричество и гориво, като се очаква това да спомогне за намаляване на емисиите и същевременно запазване на надеждността.

Според изследователите тази иновация би могла да намали емисиите на CO2 с до 30%, особено при вътрешните полети. За да стане възможно това обаче, ще са необходими мащабни проучвания и иновации

Електрифициране на полетите на къси разстояния

Хибридният самолетен двигател комбинира електромотор и двигател с вътрешно горене за задвижването на витло. Според SINTEF той би могъл драстично да намали емисиите при вътрешни полети, като например такива по маршрута Трондхайм – Осло в Норвегия.

Екипът на SINTEF си сътрудничи с Rolls-Royce за разработването на електрическа изолация за статора на хибридния самолетен двигател. Тя трябва да е достатъчно издръжлива, за да бъде защитен двигателят от високите напрежения и честоти, нужни за извършването на полета.

“Статорът преобразува тока, който се подава през намотките, в променливо магнитно поле, което завърта ротора”, обяснява Астрид Рьоке, инженер по научноизследователска и развойна дейност в Rolls-Royce Electrical Norway. “Намотките се нуждаят от изолация, за да се предотвратят къси съединения. В допълнение изолацията трябва да бъде с възможно най-малка дебелина, при това без да се прави компромис с експлоатационния й живот”.

В момента обаче няма индустриален стандарт за изграждане на компоненти за хибридни самолети, които изискват толкова високи напрежения и честоти. “Индустрията не разполага със стандарти за изчисляване на експлоатационния живот при такива високи напрежения и честоти”, отбелязва Рьоке. “Съществуват само данни за това колко може да издържи даден изолационен материал до 1 kHz, а тук говорим за стойности до около 50 kHz”.

Учените се стремят да натрупат знания за поведението на необходимите материали, за да бъдат сигурни, че те отговарят на изискванията за дълготрайност на изолацията. “В противен случай бихме могли да създадем нещо, което е опасно за използване”, казва Рьоке.

Намаляване на емисиите на CO2 в Европа

Около 4% от общите емисии на парникови газове на ЕС се генерират от авиационния сектор. Хибридните самолети биха могли да редуцират този дял с един процент, смятат от SINTEF.

За момента фокусът е върху вътрешните полети, тъй като по-късите маршрути са по-лесни за електрифициране. “Причината е, че батериите за електрическите двигатели тежат повече от обикновеното гориво”, обяснява изследователят от SINTEF Торстейн Грав Окре. “А колкото по-дълго трябва да лети самолетът, толкова по-голямо количество енергия трябва да носи”.

За да станат хибридните самолети възможни обаче, авиационната индустрия трябва да разработи витла с по-добър дизайн, електрически задвижващи системи и скоростни кутии, свързващи електромотора и двигателя с вътрешно горене. Освен всичко това компонентите трябва да бъдат и възможно най-леки, за да могат самолетите да се издигнат в небето.