Ożywienie lotnictwa regionalnego poprzez alternatywne koncepcje napędu
Unia Europejska inwestuje w stworzenie europejskiego systemu transportowego, który będzie zasobooszczędny, przyjazny dla klimatu i środowiska, bezpieczny i łatwy w obsłudze z korzyścią dla wszystkich podmiotów. W przypadku lotnictwa cele te są wspierane przez program Komisji Europejskiej o nazwie Flightpath 2050(odnośnik otworzy się w nowym oknie), który wyznacza ambitne cele, w tym zmniejszenie zużycia paliwa oraz zadbanie o to, by 90 % podróżnych w Europie mogło odbyć całą podróż, od drzwi do drzwi, w ciągu czterech godzin. Nad osiągnięciem tych celów pracuje między innymi zespół projektu ELICA(odnośnik otworzy się w nowym oknie) finansowanego przez Unię Europejską. „Postawiliśmy sobie za cel opracowanie projektu koncepcyjnego 19-osobowego samolotu krótkodystansowego o niemal zerowej emisji CO2, tlenków azotu (NOX) i hałasu”, wyjaśnia Qinyin Zhang, koordynator projektu. Istotne było, aby opracowana koncepcja była przyjazna dla środowiska, aby oferowała wymierną redukcję ustalonych wartości emisji, a także by była możliwa do realizacji pod względem ekonomicznym. Jedno z założeń projektu dotyczyło wymogów dotyczących samolotu, które powinny wynikać z zapotrzebowania rynku. Projekt musiał być również innowacyjny pod względem technologicznym; prace obejmowały między innymi analizy oraz wykorzystanie koncepcji elastyczności w zakresie projektowania statków powietrznych, jaką zapewniają nowe technologie napędowe.
Projekt koncepcyjny nowego statku powietrznego
Projekt ELICA rozpoczął się od analizy ekonomicznej przyszłego rynku regionalnej mobilności lotniczej (ang. Regional Air Mobility, RAM). „Przeprowadzone badanie wykazało, że gęsta sieć lotnisk w Europie i Stanach Zjednoczonych może umożliwić zapoczątkowanie usług RAM (kursów regularnych lub na żądanie) oraz usług związanych z krótkodystansowym transportem lotniczym”, opowiada Zhang. W oparciu o późniejszą analizę uzasadnienia biznesowego opracowano najwyższe wymagania dotyczące samolotów dla przyszłego zero-emisyjnego samolotu krótkodystansowego. Ponadto obszerny przegląd technologii w ramach projektu pozwolił ustalić technologiczne bloki konstrukcyjne, które przyczynią się do powstania innowacyjnego projektu samolotu. „W celu wdrożenia nowych technologii opracowano wydajne i innowacyjne metodologie, które następnie zweryfikowano i zintegrowano z istniejącym łańcuchem narzędzi do projektowania samolotów. Na podstawie oczekiwanej dojrzałości technologicznej opracowano dwa projekty koncepcyjne samolotów”, informuje Zhang. W 2025 roku połączenie istniejących dojrzałych technologii, takich jak turbiny gazowe, akumulatory o dużej gęstości energetycznej i silniki elektryczne, umożliwi wykorzystanie zalet napędów lotniczych w projektowaniu samolotów. „Można spodziewać się redukcji o 50 % w przypadku emisji CO2 i NOX oraz o 37 % mniejszej emisji hałasu. Oczekuje się też, że w 2035 roku, ze względu na prognozowaną dostępność infrastruktury wodorowej i technologii wysokotemperaturowych ogniw paliwowych, że w przypadku samolotów krótkodystansowych zasilanych ogniwami paliwowymi wyeliminowane zostaną emisje CO2 i NOX, a poziom hałasu zostanie obniżony o 73 %”, mówi Zhang.
Ambitne cele w zakresie redukcji emisji
Wyniki projektu ELICA pokazały, że ambitne cele Komisji Europejskiej w zakresie redukcji emisji sformułowane w dokumencie Flightpath 2050 mogą zostać osiągnięte. „Będzie to możliwe, jeśli tylko polityka i przemysł będą skłonne do podjęcia zdecydowanych działań”, dodaje Zhang. Wyniki projektu ELICA wskazały również, że najbardziej obiecującą technologią dla osiągnięcia zerowego poziomu emisji w przyszłym lotnictwie subregionalnym będzie wykorzystanie wodoru jako paliwa oraz wykorzystanie powiązanych technologii przetwarzania i przechowywania energii – ogniw paliwowych. „Udostępniając wszystkie wyniki prac opinii publicznej, zespół projektu ELICA pomoże start-upom (np. ZeroAvia, H2FLY) i uznanym firmom lotniczym (np. Airbus, Rolls-Royce), które już teraz aktywnie działają na rzecz wprowadzenia wodoru do lotnictwa, a także przyspieszy proces rozwoju samolotu i ostatecznie przyczyni się do powstania bezemisyjnego lotnictwa przyszłości”, podsumowuje Zhang. Ostateczny projekt koncepcyjny pomoże przemysłowi lotniczemu w określeniu kolejnych kroków badań i rozwoju oraz utoruje drogę innowacyjnym demonstratorom samolotów.
Słowa kluczowe
ELICA, lotnictwo, samolot krótkodystansowy, wodór, ogniwa paliwowe, przemysł lotniczy, technologie napędowe, niemal zerowe emisje, redukcja hałasu, regionalna mobilność lotnicza
