Aviacijos proveržis? „Rolls-Royce“ žada 30 proc. mažesnes emisijas

Pasak tyrėjų, ši naujovė galėtų sumažinti CO₂ emisijas iki 30 procentų, ypač kalbant apie vietinius skrydžius. Vis dėlto tam reikia itin daug mokslinių tyrimų ir technologinių inovacijų.

Trumpų skrydžių elektrifikavimas

Hibridinis orlaivio variklis sujungia elektros variklį ir vidaus degimo variklį, kurie kartu suka propelerį. „SINTEF“ skaičiavimais, tokia sistema galėtų ženkliai sumažinti teršalų išmetimą vietiniuose maršrutuose, pavyzdžiui, skrendant tarp Trondheimo ir Oslo Norvegijoje.

„SINTEF“ ir „Rolls-Royce“ komanda bendradarbiauja kurdama hibridinio orlaivio variklio statoriaus elektros izoliaciją. Statorius elektriniame variklyje sukuria besisukančiam rotoriui reikalingą magnetinį lauką, o stipri ir patikima izoliacija būtina tam, kad būtų galima saugiai dirbti su didelėmis įtampomis ir dažniais, reikalingais hibridiniam skrydžiui.

„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, ir ši izoliacija turi būti kiek įmanoma plonesnė, neaukojant jos ilgaamžiškumo.“

Šiuo metu aviacijos pramonėje 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, kiek tam tikra izoliacinė medžiaga gali atlaikyti iki 1 kiloherso dažnį. Šiuo atveju kalbame apie maždaug iki 50 kilohercų.“

Komanda siekia sukaupti žinių apie tai, kaip reikiamos medžiagos elgiasi esant tokioms sąlygoms, kad būtų galima užtikrinti, jog jos atitiks izoliacijos ilgaamžiškumo reikalavimus. „Priešingu atveju galime sukurti kažką, kas bus pavojinga naudoti“, – pabrėžia Røkke.

Europos CO₂ emisijų mažinimas

„SINTEF“ ir „Rolls-Royce“ nėra vienintelės organizacijos, siekiančios paversti hibridinę aviaciją realybe. Sausio mėnesį „GE Aerospace“ paskelbė pasiekusi svarbų etapą – sėkmingai atliktas komercinio turboventiliacinio variklio bandymas ant žemės. Bandymo metu variklis gebėjo išgauti, perduoti ir vėl į sistemą sugrąžinti elektros energiją varikliui 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 ta, kad 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. Norint, kad hibridiniai orlaiviai taptų realybe, aviacijos sektoriui būtina sukurti geresnius orlaivių propelerius, 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.