GE Aerospace poinformowało o zakończeniu pierwszego na świecie lotu z wykorzystaniem hybrydowo-elektrycznego układu napędowego na wysokości przekraczającej 30 000 stóp (ok. 9,1 km). To dolny pułap przelotowy, typowy dla lotów komercyjnych, dlatego osiągnięcie uznawane jest za ważny krok w rozwoju nowej generacji napędów lotniczych. Tego typu rozwiązanie ma w przyszłości znacząco ograniczyć zużycie paliwa i emisję dwutlenku węgla bez utraty osiągów.
Saab 340B w roli latającego laboratorium
Demonstratorem technologii został zmodyfikowany Saab 340B. Jest to szwedzki, dwusilnikowy samolot turbośmigłowy, który został zaprojektowany z myślą o krótszych trasach. GE Aerospace wykorzystuje go jako latające laboratorium do testowania nowych rozwiązań napędowych. Warto mieć na uwadze fakt, że nie jest to prototyp nowego samolotu pasażerskiego, lecz platforma badawcza służąca do sprawdzania technologii w rzeczywistych warunkach lotu.
W lewej gondoli silnikowej pozostawiono seryjny silnik turbośmigłowy GE CT7-9B, natomiast w prawej zainstalowano eksperymentalny megawatowy hybrydowo-elektryczny układ napędowy. Nie jest to pojedynczy silnik, lecz kompletny megawatowy układ napędowy integrujący napęd elektryczny, elektronikę mocy, układy sterowania oraz system magazynowania energii.
Najdłuższy lot w z napędem hybrydowo-elektrycznym w historii branży
GE Aerospace podkreśla, że przełomem nie było samo przekroczenie wysokości 30 000 stóp. Kluczowe znaczenie ma to, iż hybrydowo-elektryczny układ napędowy pracował na pułapie odpowiadającym typowym lotom liniowym. Najdłuższy lot testowy w trybie hybrydowym trwał ponad dwie godziny i obejmował działanie demonstratora na wysokości przekraczającej wspomniane wcześniej 30 000 stóp. Próby przeprowadzono w maju, natomiast ich wyniki zaprezentowano podczas targów lotniczych Farnborough International Airshow.
Podróż Saab’em 340B przez Atlantyk
Co ciekawe, zmodyfikowany Saab 340B nie został dostarczony na targi drogą morską ani na pokładzie większego samolotu transportowego. Maszyna samodzielnie przeleciała z USA (Plattsburgh w stanie Nowy Jork) do Wielkiej Brytanii, wykonując międzylądowania w Kanadzie, Grenlandii, Islandii i Szkocji.
Przelot przez Atlantyk był częścią programu prób i potwierdził gotowość demonstratora do wykonywania długodystansowych lotów testowych. GE Aerospace nie ujawniło jednak, przez jaką część tej trasy i ile czasu pracował eksperymentalny układ napędowy.
W tym przypadku nie chodzi o stworzenie „samolotu na baterie”
Choć łatwo odnieść takie wrażenie, demonstrator GE Aerospace nie jest samolotem elektrycznym. Saab 340B nadal wykorzystuje klasyczny napęd turbośmigłowy spalający paliwo lotnicze, natomiast eksperymentalny układ ma wspierać konwencjonalny napęd, a nie całkowicie go zastępować. Według GE Aerospace technologia może w przyszłości poprawić osiągi samolotów, skrócić czas wznoszenia oraz ograniczyć zużycie paliwa i emisję CO₂. Póki co, firma nie deklaruje w których fazach lotu system będzie wykorzystywany w seryjnych konstrukcjach. Jak można się domyślić, jest on zapewne nadal przedmiotem badań.
Całkowicie elektryczne samoloty pasażerskie wciąż pozostają poza zasięgiem obecnej technologii. Problemem nie jest wyłącznie masa akumulatorów, lecz przede wszystkim ich znacznie niższa gęstość energii w porównaniu z paliwem lotniczym. Dlatego producenci silników coraz większe nadzieje pokładają w napędach hybrydowo-elektrycznych, które pozwalają wykorzystać zalety napędu elektrycznego bez rezygnacji z turbin gazowych.
Projekt wspierają NASA, Boeing i BETA Technologies
Program realizowany jest przez GE Aerospace w ramach inicjatywy Electrified Powertrain Flight Demonstration (EPFD), prowadzonej wspólnie z NASA. W przedsięwzięciu uczestniczą również Boeing (za pośrednictwem Aurora Flight Sciences) oraz BETA Technologies. Celem programu jest sprawdzenie, jak megawatowe układy hybrydowo-elektryczne zachowują się podczas rzeczywistych lotów oraz jakie korzyści mogą przynieść przyszłym samolotom komunikacyjnym.
Doświadczenia zdobyte podczas programu EPFD mają zostać wykorzystane przy opracowywaniu kolejnej generacji silników rozwijanych w ramach programu CFM RISE, prowadzonego wspólnie przez GE Aerospace i Safrana.
Technologia dla następców Boeinga 737 i Airbusa A320
Jednym z kluczowych elementów programu CFM RISE jest rozwój technologii hybrydowo-elektrycznych, między innymi obok konstrukcji z otwartym wentylatorem (architektura Open Fan) oraz nowych rozwiązań zwiększających sprawność silników. Technologie testowane dziś na Saabie 340B mogą w przyszłości znaleźć zastosowanie w następcach Boeingów 737 i Airbusów A320, które powinny pojawić się w połowie następnej dekady.
Jak widać loty, z wykorzystaniem napędu hybrydowo-elektrycznego nie są już melodią przyszłości. Wręcz przeciwnie; są na dobrej drodze do stania się technologią, którą niedługo będzie można skalować w różnych architekturach silników.
Źródło: Zdjęcie otwierające: GE Aerospace, Aviation Week, NASA