Inginerii americani şi britanici au realizat primul zbor de test la mare altitudine al unui avion cu propulsie hibridă, cu o construcţie similară cu Toyota Prius

De mai mulţi ani se tot vorbeşte despre evoluţia aviaţiei spre avioane electrice, dar, spre deosebire de automobile şi camioanele, în aviaţie există cele mai mari piedici pentru a face această tranziţie, mai ales din cauza limitelor de greutăţi şi temperaturilor. Un avion trebuie să aibă portanţă şi sarcină utilă suficientă, iar densitatea energetică actuală a bateriilor e încă insuficientă pentru asta. De asemenea, la altitudinile de zbor, avioane trec prin medii de -55°C, iar pe pământ multe baterii au deja performanţă scăzută la -20°C. Pe lângă asta, avioanele au nevoie de autonomie de rezervă pentru a putea repeta manevrele de aterizări sau a merge la un alt aeroport. Iar greutatea de aterizare e egală cu cea de decolare la avioanele electrice, spre deosebire de cele obişnuite, care aterizează mai uşoare, după ce-şi ard combustibilul, iar asta impune noi limitări de sarcină. Ei bine, avioanele hibride reprezintă o cale alternative explorată de multe companii, iar acum inginerii americani şi britanici au realizat primul zbor de test la mare altitudine al unui avion cu propulsie hibridă, în ceea ce ei numesc un moment istoric, care va rămâne ca un eveniment marcant în dezvoltarea propulsiei electrice în aviaţie.

Foto: Avionul hibrid testat acum la mare altitudine

În lume există deja mai multe formule construite şi explorate în teste la sol de avioane hibride şi majoritatea din ele au un sistem de propulsie ce prevăd elice acţionate de electromotoare, alimentate de baterii, iar undeva în ampenajul avionului există unul sau două turbogeneratoare care folosesc combustibil de aviaţie pentru a produce electricitate.

Foto: Avion suedez cu propulsie electrică şi turbogenerator

Asta permite ca avioanele să mizeze o mare parte din drum zbor doar pe energia din baterii şi turbogeneratoarele să fie pornite doar în cazul necesităţii de autonomie extinsă. Există şi formule care presupune pornirea generatoarelor la decolare, când e nevoie de mai multă putere, după care se trece la propulsia pur electrică.

Dar în cazul de astăzi vorbim de un sistem conceput de producătorul de motoare de avioane GE Aerospace, care a adopta o formulă mult mai apropiată de o Toyota Prius. În interiorul nacelei, există şi un turbopropulsor obişnuit, dar şi un electromotor, ambele conectate la un reductor. Astfel axul elicei e propulsat direct atât de turbopropulsor, cât şi de electromotor, iar cota contribuţiei lor poate varia în funcţie de necesităţile avionului.

Foto: Noul motor cu sistem hibrid de propulsie

Electromotorul e alimentat dintr-o baterie, iar ea poate fi încărcată şi de acelaşi electromotor din interiorul nacelei, care trece în regim de generator, preluând efectiv parţial din forţa inerţiei sau cea a electromotorului, întrucât la o elice de avion inerţia şi regenerarea nu poate funcţiona ca la o maşină.

Britanicii de la BAE Systems au fost aleşi să furnizeze bateriile, suficient de izolate şi bine menajate termic încât să reziste la mare altitudine. Britanicii de la Dowty Propellers au construit elicea. Motorul cu combustie, care a stat la bază, a fost un turbopropulsor GE Aeropospace, de model CT7. Electromotorul cu rol de generator a fost unul dezvoltat pe intern de inginerii GE Aerospace, la fel ca şi invertorul pentru acesta.

Inginerii nu menţionează capacitatea bateriei sau puterea separată a electromotorului, dar întreg sistemul de propulsie hibridă a încăput în interiorul nacelei modificate. Probabil cu excepţia bateriei, dar e oricum curios că totul a încăput acolo.

La fel de curios e că avionul de test cu care a fost făcut acum primul zbor la mare altitudine, e un Saab 340 vechi, cu un singur motor modificat cu sistem hibrid, cel din dreapta, în timp ce motorul stând a rămas standard, pentru a avea grade de comparaţie. Desigur, inginerii GE Aerospace au trebuit să muncească mult pentru a sincroniza elementele de control ale celor două motoare diferite.

Avionul a ajuns la 30.000 picioare altitudine sau 9.144 metri, aceasta fiind o altitudine normală pentru un avion cu pasageri. Exact asta s-a dorit — primul zbor din istorie cu un avion cu propulsie hibridă care să atingă o altitudine mare, uzuală pentru avioanele de pasageri. S-au făcut mai multe zboruri, iar cel mai lung a depăşit 2 ore ca durată. Zborurile de test au avut loc tot în Marea Britanie, la ele participând şi inginerii NASA, care au testat anterior sistemul de propulsie împreună cu cei de la GE Aerospace în condiţii controlate la sol.

Atunci când va trece de toate testele şi va avansa spre o eventuală producţie, un asemenea sistem de propulsie va permite ca electromotoarele să preia o parte mare din sarcinile de propulsie în momentele-cheie, economisind carburant. Teoretic, turbopropulsoarele ar putea fi şi oprite periodic, dar inginerii nu au operat acum în asemenea regim şi e discutabil dacă o vor face, or, orice repornire e un mic factor de risc, pe care constructorii de motoare n-ar vrea să-l ia în zbor. Pe lângă asta, şi pasagerii ar putea să nu se simtă tocmai confortabil la fiecare oprire şi repornire a motoarelor, chiar dacă la sol s-au obişnuit cu un asemenea regim de funcţionare al maşinilor. Totuşi, inginerii ne spun să memorăm acest moment al primului zbor hibrid la mare altitudine, întrucât el va rămâne în istorie.