آسمان الکتریکی

هواپیماهای هیبریدی به حالت برخاستن نزدیک می­شوند:

شرکت GE Aviation در نمایش هوایی EAA Air Venture Oshkosh اعلام کرد که قراردادی با شرکت XTI Aircraft امضا کرده است تا از موتور کاتالیستی GE به عنوان هسته یک سیستم پیشران جدید هیبریدی-الکتریکی برای هواپیمای تجاری XTI استفاده کند. در اولین قدم از این قرارداد GE Aviation انتظار دارد، محصولی متفاوت را به بازار تجاری و حمل و نقل هوایی عمومی وارد کند.

کریگ هوور، رهبر موتورهای هیبریدی-الکتریکی GE Aviation برای واحد تجاری و هوانوردی عمومی خود می­گوید: توسط هیبریداسیون می­توان پیشرانه توزیع شده در جایی که شما دارای یک توربین برای چرخش چند پروانه در هواپیما هستید را فراهم کرد. این برخلاف موتورهای سنتی توربوپراپ است که برای هر پیشرانه به یک توربین جداگانه احتیاج دارد. این نوع توزیع در هواپیماهای هیبریدی امکان دسترسی به نیروی محرکه بیشتری را فراهم می­سازد و دست طراحان هواپیما را آزاد می­گذارد تا حتی در اصول طراحی هواپیما بتوانند تجدیدنظر کنند.

هوور توضیح می­دهد که فناوری باتری فعلی اجازه نمی­دهد چگالی انرژی کافی برای ساخت هواپیمای الکتریکی از راه دور فراهم شود. هواپیماهای هیبریدی مانند اتومبیل­های هیبریدی، مزایای یک موتور توربینی، از جمله چگالی پر انرژی سوخت جت، را با موتورهای الکتریکی از قبیل نگهداری و سر و صدای کمتر ترکیب می­کنند.

برخی بر این باورند که هواپیماهای هیبریدی-الکتریکی به سرعت عملیاتی می­شوند. طبق گفته وال استریت ژورنال، شرکت سواریUber  قصد دارد سرویس هوایی را با استفاده از هواپیماهای الکتریکی عمود پرواز به زودی در سال 2023 آغاز کند. این روزنامه می­گوید، سایر شرکت­ها نیز بیان دارند که هواپیماهای الکتریکی حتی می­توانند در سال 2021، از طریق مقاوم­سازی گسترده هواپیماهای توربوپراپ موجود با موتورهای الکتریکی جدید، به بازار عرضه شوند. آنچه در مورد TriFan 600 منحصر به فرد است، این است که کاتالیست به هواپیما اجازه می­دهد خیلی بالاتر (در ارتفاع 30000پا) حرکت کند و سریع­تر از تمام هواپیماهای الکتریکی که وارد بازار می­شوند، باشد. قدرت کاتالیست همچنین امکان حمل بار بسیار بزرگتر را فراهم می­کند، در حالی که هنوز قادر به برخاستن و فرود به صورت عمودی است.

کاتالیست اولین موتور توربوپراپ است که در بیش از 50 سال به بازار حمل و نقل هوایی راه پیدا کرده و کاملاً از ابتدا طراحی شده است. GE در سال 2015 از این موتور رونمایی کرد و حدود 400 میلیون دلار برای توسعه آن متعهد شده است. طراحی Clean Sheet کاتالیست بدان معنی است که مهندسان GE توانسته­اند از جهش­های تکنولوژیکی که این شرکت در سال­های اخیر با تولید مواد افزودنی تولید کرده است، به عنوان چاپ سه بعدی نیز استفاده کنند. با چاپ سه بعدی، مهندسین GE توانسته­اند فقط به ده­ها قسمت چاپ شده یا تقریباً چاپ شده دست یابند، که اگر به روش­های معمولی ساخته می­شدند، تقریباً 800 جز را تشکیل می­دادند. این روش به آنها این امکان را می­دهد که وزن کاتالیزور را 5٪ کاهش دهند و مصرف سوخت را 1٪ بهبود دهند. موتور TriFan حدود 1400 اسب بخار یا 1 مگاوات نیرو تولید می­کند.

این موتور همچنین از فناوری موتور دیجیتال و کنترل پروانه کامل (FADEPC) استفاده می­کند، که در جت­ها رایج است اما در هواپیماهای توربوپراپ تجاری هرگز مورد استفاده قرار نگرفته است. این فناوری به خلبانان اجازه می­دهد هواپیما را با یک اهرم تنها به جای سه در طراحی سنتی و چهار اهرم مورد نیاز با یک موتور ترکیبی کنترل کنند که این کار خلبان را ساده می­کند. در میان 98 فناوری ثبت شده دیگر کاتالیست پیشرفت­هایی وجود دارد که به آن نسبت فشار 1:16 را می­دهد تا موتور بتواند قدرت بیشتری را در ارتفاعات استخراج کند.

علاوه بر بهبود عملکرد و عملکرد خلبان، موتورهای هیبریدی، همچنین هواپیماهای هوایی را به طور جدی در مرحله تجدید نظر در طراحی هواپیماها قرار می­دهند. در موردTriFan 600 ، XTI این هنر و صنعت را برای برخاستن، شناوری و فرود به صورت عمودی مانند هلیکوپتر از طریق استفاده از سه فن هوادهی طراحی کرده است. سپس این هواپیما قادر خواهد بود تا دو فن بال خود را به جلو بچرخاند تا مانند هواپیما فعالیت کند و به سرعت حرکت می­یابد. طبق گفتهXTI ، TriFan 600 پنج مسافر به همراه خلبان خود را حمل خواهد کرد. این هواپیما قبلاً 80 پیش سفارش دارد. علاوه بر XTI TriFan 600 ، از کاتالیست در هواپیماهای جدید تجاری لوکس Textron Aviation نیز استفاده می­شود تا بتواند چهار سرنشین آن را 1600 مایل دریایی با سرعت 285 گره حمل کند.

هوور می­گوید: "ما می­توانیم کاتالیست را از نظر قدرت و ارتفاع در موقعیت مناسب در جایی که می­بینیم بازار توربوپراپ با هواپیماهای ترکیبی رونق دارد، قرار دهیم."