В современных авиационных технологиях все еще есть место полностью электрическим моделям, но все большее распространение получает использование гибридов.
Среди десятков компаний, разрабатывающих электрифицированные самолеты, решение использовать гибридные технологии в дополнение к моделям, работающим на аккумуляторах, когда-то рассматривалось как шаг, который может подорвать инвестиции в чисто электрические самолеты. Те, кто применял обе технологии, как правило, молчали, если не скрывали, о своей работе над летательными аппаратами, которые используют топливо в дополнение к электричеству.
Теперь это уже больше не так.
В целом, говорит Остин Меллер, аналитик и директор по исследованиям акционерного капитала в ванкуверской компании финансовых услуг Canaccord Genuity, в то время как некоторые компании придерживаются использования исключительно электрических моделей для полетов на расстояние 240 километров и менее, другие публично используют гибридные технологии и распространяют свои бизнес-модели на региональный транспорт. Третьи решили перейти исключительно на гибридные модели.
Движущей силой этой перемены в значительной степени являются вооруженные силы США. Agility Prime, программа ВВС США, по которой финансируются и испытываются электрические самолеты с вертикальной посадкой, проявила интерес к ЛА, которым необходимо перевозить войска и грузы по обширным районам дислокации, особенно в Азиатско-Тихоокеанском регионе. В гражданской авиации региональные рейсы между городами, которые недоступны большинству самолетов, работающих только на аккумуляторах, остаются потенциальной сферой применения.
Расширение ожидаемого модельного ряда электрифицированных самолетов, которые уже существуют в экспериментальном и исследовательском исполнении, означает добавление генераторов на ископаемом топливе для зарядки аккумуляторов в полете или подачи энергии непосредственно на двигатели, когда это необходимо. Сторонники этой тенденции также отмечают преимущества снижения выбросов и экономии на топливе.
Пока не ясно, внесет ли администрация Трампа какие-либо изменения в эту тенденцию. В своей речи в 2023 году тогдашний кандидат Дональд Трамп упомянул электрические самолеты, сказав: “Я хочу быть уверенным, что Америка, а не Китай, возглавит революцию в области воздушного транспорта”. Однако в июле, во время митинга, он поставил под сомнение электрификацию, хотя и в контексте самолетов на солнечных батареях: “Они хотят электрические самолеты. Что произойдет, если солнце не будет светить, пока вы находитесь в воздухе?”
Вот несколько примеров тенденции к созданию гибридно-электрических самолетов.:
Archer Aviation
Калифорнийская компания Archer Aviation, основанная в 2018 году, до недавнего времени публично обсуждала свою разработку чисто электрического воздушного такси. Но в декабре компания объявила о создании подразделения Archer Defense, которое займется разработкой гибридно-электрической версии своего самолета вертикального взлета и посадки Midnight для военного использования.
Хотя Archer Aviation не сообщает подробностей, аналитик Меллер говорит, что стремление компании к созданию гибридного СВВП связано исключительно с военным вариантом Midnight, который она разрабатывает.
Инженеры Archer разрабатывают самолет в рамках соглашения с компанией Anduril Industries, которая занимается разработкой программного и аппаратного обеспечения для обороны, разработанного или усовершенствованного с помощью искусственного интеллекта.
В пресс-релизе Archer говорится, что компания “будет нацелена на потенциальную программу” Министерства обороны США, но отказалась уточнить о какой программе идет речь, или сообщить, работала ли она над гибридно-электрическим проектом до объявления об этом оборонным подразделением Archer. Что касается соглашения с Anduril, Archer сообщил мне, что “конкретные детали программы являются конфиденциальными”.
Потенциал использования военными гибридно-электрического транспортного средства имеет прецедент. В 2023 году армия объявила о плане разработки гибридно-электрического танка Abrams M-1E3, заявив, что гибридная силовая установка позволит сократить “логистические затраты” — затраты на топливо, техническое обслуживание и рабочую силу.
BETA Technologies
Компания BETA, базирующаяся в Вермонте, открыто рассказывала о полностью электрическом самолете, который она разрабатывает, и до недавнего времени почти не делилась информацией о разработке гибридно-электрического двигателя для увеличения дальности полета. Эта работа ведется по контракту с Командования по развитию боевых возможностей, или DEVCOM, армии США.
На форуме SciTech, организованном AIAA в январе, генеральный директор Кайл Кларк описал вариант использования гибридно-электрического двигателя: “Вы устанавливаете его в грузовой отсек самолета”, – сказал Кларк, добавив, что дальность полета самолета составляет около 3200 миль [5150 км].
BETA сообщила, что выполнила свой первый гибридный полет в 2023 году и с тех пор провела сотни часов испытаний гибридной системы. Хотя у компании нет временных рамок для коммерциализации этого двигателя, она заявила, что технология “имеет широкое применение как на оборонном, так и на коммерческом рынках”.
Electra
Эта компания из 70 сотрудников в Вирджинии не новичок в гибридных двигателях. Компания построила свою бизнес-модель на региональных пассажирских перевозках и потенциальных военных контрактах на разработку гибридной силовой установки.
Electra рассчитана на дальность полета в 2000 км, что слишком много для существующих аккумуляторных технологий.
В ноябре Electra представила дизайн своего EL9 Ultra Short, девятиместного гибридно-электрического самолета, который, как обещает компания, станет “воротами” в мир более чистых и доступных региональных авиаперевозок. На данный момент компания испытывает двухместный прототип.
Исследование, финансируемое НАСА
НАСА изучает гибридно-электрическую силовую установку в рамках своего проекта по демонстрации полетов при помощи электрифицированной силовой установки совместно с компанией GE Aerospace, базирующейся в Цинциннати, и компанией MagniX из Эверетта, штат Вашингтон.
В 2022 году НАСА и GE испытали двигательную установку мощностью 1 мегаватт в условиях давления и температуры, имитирующих высоту 45 000 футов. В мае 2023 года компания объявила о планах потратить до 20 миллионов долларов на строительство испытательного стенда Electric Aircraft Testbed в Огайо, чтобы удовлетворить “возросший спрос” на разработку гибридно-электрических авиационных двигателей.
НАСА заявляет, что в этом году проведет испытания гибридно-электрического двигателя производства MagniX в Electric Aircraft Testbed. НАСА заявляет, что целью является “повышение топливной экономичности и сокращение вредных выбросов во время полета”.
VerdeGo Aero
В ангаре, расположенном рядом с Авиационным университетом Эмбри-Риддл в Дейтона-Бич, штат Флорида, инженеры и техники VerdeGo Aero совершенствуют конструкцию гибридной электрической силовой установки VH-4T, которая должна вырабатывать мощность 400 киловатт.
“В современной аэромобильности наблюдается сдвиг в сторону гибридности”, – говорит мне Ричард “Пэт” Андерсон, профессор аэрокосмической науки в Embry-Riddle, соучредитель и главный технический директор VerdeGo. “Люди думают, что сначала они будут использоваться не на крышах Нью-Йорка, а военными, что на самом деле исторически сложилось в авиации в отношении новых технологий”.
Компания планирует запустить серийную версию VH-4T к декабрю.
“Многие компании, которые заявляют, что они сосредоточены только на электрических моделях, также разрабатывают гибридный вариант, не афишируя его”, – говорит Андерсон.
(aerospaceamerica.aiaa.org)
Источник: avianews.info