Воднева авіація зіштовхнулася з проблемою охолодження — вигляд «зелених» літаків доведеться переглянути

Екологічно чисті літаки на водневих паливних елементах зіткнулися з проблемою охолодження елементів і силових агрегатів. З двигунами на реактивному паливі таких труднощів немає, але водень вимагав створення в літаку потужної системи відведення тепла, що позначиться на зовнішньому вигляді літальних апаратів. Цим питанням активно займаються компанії TAT Technologies та Beyond Aero в проекті бізнес-літака One на шість пасажирів з дальністю 1500 км.

Джерело зображення: Beyond Aero

Основою силової установки літака стане низькотемпературний паливний PEM-елемент (електроліт на основі протонної мембрани), в якому водень з'єднується з киснем з повітря, утворюючи електрику та воду. Однак висока ефективність паливних елементів створила інженерну проблему: навіть при ККД, що значно перевищує показники теплових двигунів, велика частина залишкової енергії перетворюється на тепло. За оцінкою Beyond Aero, для системи потужністю близько 1 МВт знадобиться розсіювати теплову потужність порівнянного порядку. У звичайного реактивного двигуна частина тепла йде разом з гарячими газами, а в електричного літака доведеться створювати окрему систему охолодження.

Саме система терморегулювання стала одним з найскладніших елементів проекту. Паливним елементам необхідні великі теплообмінники та інтенсивний потік повітря, але великі повітрозабірники збільшать аеродинамічний опір і знизять дальність польоту. Тому система охолодження повинна стати невід'ємною частиною конструкції літака з мінімальним впливом на його аеродинаміку. Додатковою складністю також стало забезпечення подачі достатньої кількості кисню до паливних елементів на висоті, де щільність повітря нижча, що вимагало розміщення потужних компресорів.

У конструкції літака One розробник вже на ранньому етапі проектування відмовився від рідкого водню і вибрав газоподібний водень, який буде зберігатися в балонах під тиском 700 атмосфер. Такий варіант простіший з точки зору інфраструктури аеропорту та сертифікації, хоча вимагає масивних баків, винесених далеко за корпус повітряного судна, що також вплине на формування вигляду водневих літаків. У цьому проекті баки розміщені над крилом, як і два електричних двигуни з гвинтами.

Додамо, проект завершив етап попереднього проектування (Preliminary Design Review) і перейшов до детальної розробки та підготовки до сертифікації за вимогами EASA та FAA.

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки