Aviacijos pramonė siekia pasinaudoti hibridinių automobilių sėkmės pavyzdžiu. Kartu su Norvegijos mokslinių tyrimų organizacija „SINTEF“ bendrovė „Rolls-Royce“ planuoja kurti hibridinį orlaivio variklį, kuris derintų elektros energiją ir tradicinį kurą. Tokia technologija leistų mažinti išmetamo CO₂ kiekį, kartu išlaikant skrydžių patikimumą.
Tyrėjų teigimu, ši naujovė galėtų sumažinti CO₂ emisijas iki 30 procentų, ypač vietiniuose skrydžiuose. Tačiau tam reikalingi plataus masto moksliniai tyrimai ir reikšmingos technologinės inovacijos.
Trumpų skrydžių elektrifikavimas
Hibridinis orlaivio variklis sujungia elektros variklį ir vidaus degimo variklį — abu kartu suka propelerį. „SINTEF“ skaičiavimais, tokia sistema galėtų pastebimai sumažinti taršą vietiniuose maršrutuose, pavyzdžiui, skrendant tarp Trondheimo ir Oslo Norvegijoje.
„SINTEF“ ir „Rolls-Royce“ komanda bendradarbiauja kurdama hibridinio orlaivio variklio statoriaus elektros izoliacijos sprendimus. Statorius elektriniame variklyje sukuria magnetinį lauką, reikalingą rotoriui suktis, o stipri ir patikima izoliacija būtina tam, kad būtų galima saugiai dirbti su didelėmis įtampomis ir dažniais, kurie reikalingi hibridinei aviacijai.
„Statorius paverčia per rites tekančią srovę kintamu magnetiniu lauku, kuris suka rotorių“, — aiškina „Rolls-Royce Electrical Norway“ mokslinių tyrimų ir plėtros inžinierė Astrid Røkke. „Ritėms reikalinga izoliacija, kad būtų išvengta trumpųjų jungimų, o ši izoliacija turi būti kiek įmanoma plonesnė, neaukojant ilgaamžiškumo.“
Šiuo metu aviacijos pramonėje vis dar nėra pramoninio standarto, kaip projektuoti ir gaminti hibridinių orlaivių komponentus, kuriems būtinos tokios didelės įtampos ir dažniai. „Pramonė neturi standartų, leidžiančių patikimai apskaičiuoti eksploatacijos trukmę esant tokioms įtampoms ir dažniams“, — pažymi Røkke. „Yra tik duomenų apie tai, kiek tam tikra izoliacinė medžiaga gali atlaikyti iki 1 kiloherco dažnį. Šiuo atveju kalbame apie maždaug iki 50 kilohercų.“
Komanda siekia sukaupti daugiau žinių apie tai, kaip reikiamos medžiagos elgiasi tokiomis sąlygomis, kad būtų galima užtikrinti izoliacijos ilgaamžiškumą ir saugą. „Priešingu atveju galime sukurti sprendimą, kurį būtų pavojinga naudoti“, — pabrėžia Røkke.
Europos CO₂ emisijų mažinimas
„SINTEF“ ir „Rolls-Royce“ nėra vienintelės organizacijos, siekiančios paversti hibridinę aviaciją realybe. Sausį „GE Aerospace“ pranešė pasiekusi svarbų etapą: sėkmingai atliktas komercinio turboventiliacinio variklio bandymas ant žemės. Bandymo metu variklis gebėjo išgauti, perduoti ir vėl į sistemą sugrąžinti elektros energiją jam veikiant.
„SINTEF“ vertinimu, hibridiniai orlaiviai galėtų sumažinti bendrą ES CO₂ emisijų kiekį maždaug vienu procentu. Šiuo metu aviacija sudaro apie keturis procentus visų Europos Sąjungos išmetamų teršalų.
„Emisijų mažėjimo principas yra toks pat kaip ir hibridiniuose automobiliuose — naudojamas ir kuras, ir elektra“, — aiškina „SINTEF“ tyrėjas Torsteinas Grav Aakre.
„SINTEF“ ypatingą dėmesį skiria vietiniams skrydžiams, nes trumpesnius maršrutus elektrifikuoti yra gerokai lengviau. „Priežastis paprasta: baterijos elektriniams varikliams sveria daugiau nei įprastas kuras“, — pabrėžia Aakre. „Kuo ilgesnis skrydis, tuo daugiau energijos orlaiviui reikia gabentis.“
Vis dėlto darbo dar labai daug. Kad hibridiniai orlaiviai taptų realybe, aviacijos sektoriui būtina sukurti efektyvesnius propelerius, pažangesnes elektrines pavaras ir reduktorius, jungiančius elektros variklį su vidaus degimo varikliu. Be to, visi komponentai turi būti kiek įmanoma lengvesni, kad orlaivis apskritai galėtų pakilti.
