Ekologiczne samoloty przyszłości dostępne już dziś
Sektor lotnictwa stawia czoła wyzwaniu wysokich emisji dwutlenku węgla, odpowiada bowiem już teraz za około 2 % ogółu światowych emisji, a zdaniem ekspertów do 2050 roku ich ilość wzrośnie 300 %. Komisja Europejska ma świadomość, że nie istnieje sposób na realizację ambitnych celów klimatycznych bez uwzględnienia śladu węglowego lotnictwa, dlatego podjęła działania mające na celu osiągnięcie jego neutralności klimatycznej do 2050 roku. Jak sprawić, by lotnictwo stało się neutralne klimatycznie? Zdaniem badaczy skupionych wokół finansowanego ze środków Unii Europejskiej projektu FUTPRINT50, dobrym punktem wyjścia jest elektryfikacja. Z ego powodu celem jest przyspieszenie ekologicznej transformacji lotnictwa poprzez doprowadzenie do komercjalizacji regionalnych samolotów hybrydowych z napędem elektrycznym w latach 2035-2040. „Koncentrując się na głębokiej dekarbonizacji lotnictwa, projekt FUTPRINT50 skupiał się na opracowaniu obiecujących narzędzi do modelowania i symulacji, innowacyjnych technologii elektryfikacji samolotów oraz planów rozwoju technologii i regulacji dla tej klasy samolotów”, mówi Andreas Strohmayer, profesor Instytutu Projektowania Samolotów Uniwersytetu w Stuttgarcie, instytucji koordynującej projekt.
Gotowość na potrzeby regionalnego rynku lotniczego
Samoloty regionalne, opracowywane z myślą o przewozie mniejszej liczby pasażerów na krótkich trasach, podlegają coraz większej presji w Europie. Wybrane kraje zaczęły ograniczać loty regionalne, uzasadniając to zbyt dużym śladem węglowym w stosunku do pokonywanej odległości. Przykładem jest Francja, której rząd zakazał krajowych połączeń lotniczych między miastami, do których można dotrzeć pociągiem w mniej niż 2,5 godziny, z kolei władze Belgii podniosły podatki od lotów krótszych niż 500 kilometrów. Mniejsza liczba lotów regionalnych przekłada się na większe zapotrzebowanie na inne środki transportu, jednocześnie zmniejsza liczbę możliwości dostępnych dla podróżnych. „Hybrydowe samoloty elektryczne, które łączą konwencjonalny silnik z elektrycznym układem napędowym, mogą przejąć obsługę regionalnego rynku lotniczego dzięki niższej emisyjności, porównywalnemu bezpieczeństwu i odpowiedniemu zasięgowi”, wyjaśnia Strohmayer. Zanim jednak takie samoloty wzbiją się w przestworza, konieczne jest opracowanie nowych technologii, a następnie kompleksowe badania i włączenie ich do gotowych rozwiązań – to właśnie tym zajmuje się projekt FUTPRINT50. „Dzięki kompleksowej analizie projektu samolotu byliśmy w stanie wskazać kluczowe technologie wspomagające, a także ustalić priorytety dotyczące narzędzi i metod projektowania potrzebnych do urzeczywistnienia wizji hybrydowego elektrycznego samolotu regionalnego”, dodaje Strohmayer.
Zbiór technologii, narzędzi i metod
Zbiór rozwiązań opracowanych w ramach projektu obejmuje otwarty projekt referencyjny 50-miejscowego elektrycznego hybrydowego samolotu regionalnego oraz szereg narzędzi do oceny wykonalności i kompromisów związanych z różnymi architekturami i technologiami. Badacze opracowali również szereg narzędzi otwartoźródłowych i rozwiązań programowych obejmujących różne aspekty projektu, od integracji na szczeblu układów oraz całego samolotu, przez oceny wykonalności, technologii i ryzyka, aż po interaktywne analizy kompromisów obejmujących wiele technologii. W ramach projektu zespół międzynarodowych liderów branży lotniczej i kosmicznej opracował także szereg kluczowych technologii wspomagających, które obejmowały modele magazynowania energii i rozwiązania w zakresie akumulatorów, a także technologie pozyskiwania energii na potrzeby układu napędowego. Zespół opracował również innowacyjne silniki elektryczne, rozwiązania w zakresie odprowadzania ciepła oraz modele.
Plan realizacji hybrydowego elektrycznego samolotu regionalnego
Oprócz zebrania wiedzy na temat hybrydowych samolotów elektrycznych, w ramach projektu powstał interaktywny plan pozwalający na bliższe przyjrzenie się wielu aspektom technologicznym i regulacyjnym projektowania takich statków powietrznych. Interaktywny plan kładzie nacisk na najważniejsze technologie wspomagające i ich powiązania, a także wskazuje przyszłe potrzeby w zakresie badań i powiązanej infrastruktury. „Projekt FUTPRINT50 przyczynił się do rozwoju wiedzy na temat kluczowych technologii potrzebnych do urzeczywistnienia wizji hybrydowego elektrycznego samolotu regionalnego”, podsumowuje Strohmayer. „W ten sposób przyczyniliśmy się do osiągnięcia unijnego celu opisanego w publikacjach Flightpath 2050 / Fly the Green Deal polegającego na zmniejszeniu emisji z samolotów, jednocześnie uzyskując wiele korzyści gospodarczych i społecznych lotnictwa regionalnego”.
Słowa kluczowe
FUTPRINT50, samoloty, samoloty hybrydowe i elektryczne, lotnictwo regionalne, samoloty niskoemisyjne, lotnictwo, emisje CO2
