Samoloty kierują się w przyszłość
Ograniczenie negatywnego wpływu lotnictwa na środowisko należy do priorytetowych zadań UE. Hybrydowe źródła energii to jedna z nowatorskich koncepcji napędu, która zmniejsza wymagania w zakresie mocy oraz przyczynia się do ograniczenia zużycia paliwa i emisji. Obejmują one napęd rozproszony wykorzystujący liczne urządzenia napędowe lub tzw. kadłub napędowy, w którym zespół silnikowy jest w pełni lub częściowo wbudowany w kadłub samolotu. W ramach finansowanego ze środków UE projektu DISPURSAL (Distributed propulsion and ultra-high by-pass rotor study at aircraft level) wdrożono potencjalne rozwiązania w prawdziwych systemach samolotowych. Zespół zajmował się dwiema nowymi konstrukcjami, opartymi na wypełnianiu strumienia nadążającego i pochłanianiu warstwy przyściennej (BLI), które są technikami powszechnie stosowanymi do budowy torped, pocisków odrzutowych i okrętów. Przewiduje się, że technologie te trafią do użytku w 2035 r. Koncepcja wielu rozproszonych śmigieł (DMFC) to hybrydowe skrzydło z wieloma śmigłami BLI, umieszczone w górnej części kadłuba. Koncepcja kadłuba napędowego (PFC) jest zamontowana na ogonie śmigłem BLI, które okrąża kadłub i jest zasilane przez turbinę gazową w stożku w ogonie kadłuba. Konstrukcja ta obejmuje także dwa nowoczesne i ekonomiczne (o ultrawysokim współczynniku dwuprzepływowości) silniki turbowentylatorowe pod skrzydłem dla redundancji. Naukowcy ocenili architektury komponentów, problemy dotyczące integracji napędu z kadłubem oraz konstrukcji systemu napędowego i ich ogólny wpływ na osiągi i emisje samolotu. Koncepcje te porównano z dwoma innymi samolotami. 2035R to konwencjonalna turbina gazowa, której wprowadzenie do eksploatacji zaplanowano na rok 2035, a SoAR to samolot A330-300 z 2000 r. Zaawansowane symulacje pola przepływu wykorzystano jako uzupełnienie prac eksperymentalnych. Zarówno DMFC, jak PFC wykazały się znacząco lepszymi wynikami, jeśli chodzi o spalanie paliwa i emisję dwutlenku węgla w porównaniu z SoAR, oraz w mniejszym, ale istotnym stopniu w porównaniu z 2035R. Omawiane prace podkreślają potrzebę ograniczenia negatywnych skutków BLI w celu spełnienia założeń dotyczących emisji, ale pokazują też, że ich realizacja jest możliwa do roku 2035. Wyniki badań były szeroko rozpowszechniane w czasopismach naukowych oraz podczas specjalnych prezentacji na konferencjach. Ponadto, model PFC wystawiono na jednej z najważniejszych międzynarodowych konferencji lotniczych, 2014 ILA Berlin Air Show. Projekt DISPURSAL pokazał zalety napędu hybrydowego oraz doprowadził do stworzenia planu jego dalszej optymalizacji. Zastosowanie tej koncepcji w praktyce pomoże UE w realizacji ambitnych celów dotyczących lotnictwa przyjaznego dla środowiska.
Słowa kluczowe
Napęd, napęd rozproszony, kadłub, ultrawysoki współczynnik dwuprzepływowości, samolot
