Самолёт на электродвигателях обещают инженеры Иллинойса

Самолёт на электродвигателях обещают инженеры Иллинойса

Инженерами университета Иллинойса изучаются возможности тандемной конфигурации источника питания – ископаемого топлива / батареи и возможный жизненный цикл энергии. Такого рода тандем   предполагается использовать в конструкциях самолётов с целью сокращений выбросов углекислого газа в атмосферу. Цепочка поставок энергии начинается от нефтяной скважины и заканчивается непосредственно заправкой самолёта топливом. Для учёных важным видится отслеживание последствий для окружающей среды в течение всего этого цикла.

Гибридное керосин/электрическое воздушное судно

В ходе исследований рассматривались необходимые улучшения технологий, включая гибридную конфигурацию. Выполнимость гибридной конфигурации оценивается на основе соблюдения определенного диапазона требований и характеризуется значительным сокращением выбросов углерода. Чистые выбросы углерода рассчитывались на основе комбинации сжигания топлива и воздействия углерода, связанного с перезарядкой аккумуляторов.

С коммерческой точки зрения, гибридно-электрический самолёт должен обеспечивать грузовую перевозку и преодолевать расстояния, доступные самолётам текущей конфигурации, работающим только на ископаемом топливе. Поэтому в исследовании использовались параметры самолёта под грузовой объём около 140 пассажиров и средняя дальность полёта 5000 км.

Параметрическим путём инженеры изменяли долю мощности на приводном валу двигателя, полученную электрическим способом. Применялась конфигурация на 12,5%, 25%, 50% мощности, вырабатываемой электродвигателем. Исследованием рассматривалась также затраты, связанные с выбросами CO2 (экологические издержки).

Наиболее реальной конфигурацией модели, по результатам исследований, оказалась силовая установка, где используется 50%-ая электрическая трансмиссия и удельная плотность энергии аккумулятора составляет 1000 Вт/ч/кг. Благодаря построению самолёта с такой конфигурацией, удалось на 49,6% уменьшить выбросы CO2, по сравнению традиционными конструкциями лайнеров

Ограничения технологий и надежды на будущее

Однако современные аккумуляторные технологии пока ещё далеки от тех возможностей, которые позволяли бы достичь гибридной конфигурации немедленно. Но, несмотря на этот факт, инженеры университета Иллинойса надеются, что развитие технологий аккумуляторных батарей совсем скоро обеспечат такими возможностями.

Перспектива измеряется ближайшими 10 годами, когда обещает появиться аккумуляторный источник питания производительностью 400–600 Вт/кг. Более того, учёными прогнозируются не только уровни технологий, необходимые для производства гибридного аппарата. Уже есть прогнозы на достижение верхних горизонтов продвижения в этой области конструирования. Эти прогнозы оставляют надежды на появление коммерческих самолётов, полностью электрических, примерно через 25 лет.


При помощи информации: Engineering Illinois