Самый большой в истории самолет на водородных топливных элементах отправился в полет

Mar 16, 2023

В автомобильном мире аккумуляторы быстро становятся источником энергии будущего. Однако для более тяжелых задач они просто не подходят. Их плотность энергии, составляющая небольшую часть плотности энергии жидкого топлива, просто не способна выполнить свою работу. В подобных областях водород может стать более чистым топливом будущего.

Компания Universal Hydrogen надеется, что водород сделает для авиации то, чего не могут сделать батареи. Именно для этой цели компания разрабатывает готовые к полетам топливные элементы и начала испытательные полеты именно с этой целью.

Лишь недавно аккумуляторные технологии продвинулись настолько, чтобы создавать достойные, удобные в использовании электромобили. Тем не менее, чтобы преодолеть расстояние в несколько сотен миль на аэродинамическом седане, обычно требуется более тысячи фунтов батарей. Для самолетов, которые потребляют значительно больше энергии, чем автомобили, аккумуляторы просто не являются подходящим источником энергии. Водород, однако, может быть жизнеспособной альтернативой, поскольку его плотность энергии не уступает ископаемому топливу. Его можно сжигать в двигателях внутреннего сгорания и реактивных двигателях, как и ископаемое топливо, при этом не образуется углекислый газ и образуется минимальное, но измеримое количество оксидов азота. Более того, его можно использовать для производства электроэнергии с использованием только воды в качестве побочного продукта с помощью топливного элемента.

По плотности энергии водород во многом сравним с ископаемым топливом как по весу, так и по объему. По сравнению с ними, с батареями дела обстоят гораздо хуже. Однако обратите внимание, что это сравнение касается самого топлива и не учитывает инфраструктуру хранения, такую ​​​​как резервуары, необходимые для поддержания водорода при правильной температуре и давлении.

По этой причине Universal Hydrogen работает над своим первым крупным испытанием полета на топливных элементах. Недавно в феврале компания завершила испытания такси, что помогло получить специальный сертификат летной годности для ее экспериментального испытательного самолета De Havilland Canada Dash 8-300. Имея это в виду, он смог совершить первый полет в запланированной двухлетней серии испытаний.

Традиционно Dash 8-300 представляет собой региональный турбовинтовой авиалайнер, способный перевозить около 50 пассажиров в зависимости от комплектации. Однако в данном случае компания Universal Hydrogen сильно модифицировала самолет, заменив один из его двигателей электромотором авиационной компании MagniX. Двигатель питался электроэнергией от водородного топливного элемента мегаваттного класса, а самолет также был оснащен двумя водородными баками, вмещающими в общей сложности 30 кг топлива.

Для своего первого живого испытания самолет по прозвищу Молния МакКлин поднялся в небо на пятнадцатиминутный полет. Он достиг высоты 3500 футов над уровнем моря. Топливный элемент обеспечивал во время полета до 800 кВт электроэнергии, единственным выходом в атмосферу был водяной пар. В ходе испытания было использовано около 16 кг топлива.

Конечно, авиация — известный консервативный бизнес, поэтому на этом раннем этапе самолеты оснащались только одним водородным двигателем. Другой стандартный турбовинтовой двигатель Pratt and Whitney Dash 8 работал во время полета. Однако на каком-то этапе экипаж снизил скорость турбовинтового двигателя почти до минимума, и самолет почти полностью летел только на топливных элементах. На данный момент испытательные полеты представляют собой демонстрацию водородной авиации с низкими ставками. Тем не менее, важно собирать данные в ходе подобных испытаний, чтобы довести водородные силовые агрегаты до такой степени, что их можно будет сертифицировать как компоненты, готовые к полету.

Хотя это еще только начало, у Universal Hydrogen есть четкий план на будущее использования водорода в авиации. Его испытания служат не только для демонстрации силовой установки, работающей на водороде, но и для демонстрации идей компании о том, как, по ее мнению, будут заправляться водородные самолеты.

Universal Hydrogen не планирует устанавливать в аэропортах новые топливные баки с водородом и инфраструктуру дозаправки. Вместо этого она использует на своих самолетах собственные «водородные модули». Эти стандартизированные модули по сути представляют собой большие водородные картриджи, которые компания сравнивает с капсулами Nespresso. Идея состоит в том, что ими можно легко управлять с помощью существующей грузовой и логистической инфраструктуры аэропорта. Модули можно просто загрузить в фюзеляж самолета и подключить на борту. По мнению компании, эта методология означает, что каждый аэропорт по всему миру автоматически «готов к использованию водорода».