هواپیماهای آینده ایرباس: هواپیمای بدون سرنشین هیدروژنی

منتشر‌شده در simpleflying به تاریخ ۱۶ مارس ۲۰۲۱
لینک منبع The Future Planes Of Airbus: Zero Emission Hydrogen Aircraft

ایرباس پیشنهادی را برای یک سری هواپیماهای بدون انتشار آلودگی در اواخر سال ۲۰۲۰ منتشر کرد. اینها می‌توانند ایرباس را به عنوان یک تولید‌کننده پیشرو در این عرصه از هم جدا کنند، اما هنوز کارهای زیادی باید انجام شود. ایرباس از آن زمان اطلاعات بیشتری در مورد برنامه‌های خود، تعهد خود به هیدروژن و جدول زمانی توسعه خود به دست آورده است. این مقاله نگاهی به آنچه تا‌کنون می‌دانیم می‌اندازد.

ممکن است علاقمند به مطالعه مقاله محاسبات کوانتومی: اولین رایانه کوانتومی اختصاصی بخش خصوصی IBM به این آزمایشگاه تحقیقاتی می‌رود! باشید.

هواپیمای بدون انتشار آلودگی ایرباس

ایرباس طرح‌های بلندپروازانه‌ای برای سه هواپیمای جدید دارد که می‌توانند با انتشار خالص صفر پرواز کنند. این طرح‌ها در سپتامبر سال ۲۰۲۰ منتشر شدند-با توجه به مقدار صفر انتشار. هدف ایرباس این است که اولین هواپیما را تا سال ۲۰۳۵در خدمت خود داشته باشد.

ایرباس سه مفهوم هواپیما را پیشنهاد کرده است که هر کدام بر اساس یک منبع سوخت هیدروژن است. اینها را ZEROe می‌نامند. در کنار طراحی هواپیما و موتور و تکنولوژی، ایرباس در حال آغاز یک پروژه بسیار گسترده‌تر است تا مفهوم توان هیدروژن و انتشار صفر را از نظر اقتصادی پایدار کند.

مدیر اجرایی ایرباس، گیوم فابری، در بیانیه‌ای در زمان پرتاب هواپیما، بلندپروازی ایرباس را توضیح داد. او گفت: این یک لحظه تاریخی برای بخش هوانوردی تجاری به عنوان یک کل است و ما قصد داریم نقش رهبری را در مهم‌ترین تحولی که این صنعت تا‌کنون دیده است ایفا کنیم. مفاهیمی که ما امروزه از آن‌ها پرده‌برداری می‌کنیم، نگاهی اجمالی به جهان از آرزوی ما برای ایجاد یک چشم‌انداز جسورانه برای آینده پرواز بدون انتشار آلودگی ارائه می‌دهد. من به شدت معتقدم که استفاده از هیدروژن-هم در سوخت‌های مصنوعی و هم به عنوان یک منبع قدرت اولیه برای هواپیماهای تجاری-این پتانسیل را دارد که تاثیر آب‌و‌هوایی را به طور قابل‌توجهی کاهش دهد.

سه طرح هواپیما

سه طرح هواپیمای مختلف پیشنهاد شده است. دو مورد اول بسیار شبیه به هواپیماهای با بدنه محدود موجود به نظر می‌رسند، اما این طراحی برای ذخیره‌سازی اضافی هیدروژن تغییر خواهد کرد. سومین طرح، طرح جدیدی است که برای استفاده هیدروژن بهینه‌سازی شده است. توربوپراپ منطقه‌ای. مفهوم اول یک هواپیمای منطقه‌ای کوچک‌تر با ظرفیت ۱۰۰مسافر است. این تنها ۱۰۰۰مایل دریایی با موتورهای توربین گازی اصلاح‌شده را ارائه خواهد داد.

مدل باریک توربو فن. مفهوم دوم بزرگ‌تر برای هواپیمای با ظرفیت ۱۲۰-۲۰۰ با برد بیش از ۲۰۰۰ مایل دریایی است. این کار از یک موتور جت توربوفن اصلاح‌شده استفاده می‌کند. سوخت هیدروژن اضافی در پشت بدنه و پشت دیواره عقب ذخیره می‌شود.

یک طراحی بال جدید و مخلوط شده. سومین هواپیمای پیشنهادی یک گام رو به جلوی بزرگ است. این امر از طراحی بال مخلوط برای افزایش عرض بدنه استفاده می‌کند و گزینه‌های بیشتری را برای ذخیره‌سازی و توزیع هیدروژن فراهم می‌کند. این هواپیما ظرفیت مسافر را در حدود ۲۰۰ نفر اما با مفهوم کاملا جدید کابین ارائه می‌دهد. هیچ پیشنهادی برای فضای داخلی ارائه نشده است، اما فرصتی برای کابین‌های نوآورانه و ویژگی‌های اضافی-یا فقط صندلی‌های چند طبقه متراکم-وجود دارد.

هیدروژن به جای نیروی الکتریکی

هر سه هواپیمای ایرباس با نیروی هیدروژن کار خواهند کرد. ما اغلب در مورد آینده سوخت هواپیما، با سوخت پایدار، برق و نیروی هیدروژن به عنوان تمرکز اصلی بحث کرده‌ایم. سوخت پایدار شامل ترکیب محصولات پایدار به سوخت هوایی استاندارد برای کاهش مصرف کلی سوخت‌های فسیلی است. چندین شرکت هواپیمایی در حال حاضر با سوخت‌های زیستی کار می‌کنند. البته ایرباس با این مساله درگیر است، اما این هواپیمای ZEROe فراتر رفته و به طور کامل جایگزین استفاده از سوخت‌های فسیلی خواهد شد.

نیروی برق دارای پتانسیل در هوانوردی است، اما هنوز راه طولانی برای استفاده از آن هواپیماهای بزرگ وجود دارد. تکنولوژی و وزن باتری، به طور خاص، یک محدودیت عمده است. چندین پیشنهاد برای هواپیماهای کوچک‌تر وجود دارد، مانند هم‌کاری بین رولز رویس و شرکت هواپیمایی نروژی ویدروی برای توسعه هواپیماهای رفت و آمد الکتریکی. و هانی‌ول در حال کار بر روی مفاهیم الکتریکی ترکیبی بزرگ‌تر است.

مطالعه مقاله آیا باید منتظر قوانین جدیدی در فیزیک باشیم؟ توصیه می‌شود.

رویکرد ترکیبی برای استفاده از هیدروژن

برای هواپیماهای با نیروی هیدروژن، هیدروژن می‌تواند به دو روش استفاده شود:

از آن می‌توان به عنوان منبع سوخت برای سلول‌های سوختی استفاده کرد. هیدروژن با اکسیژن واکنش می‌دهد تا الکتریسیته تولید کند (با گرما و آب به عنوان محصولات جانبی). سپس این کار موتور را روشن می‌کند. از طرف دیگر، هیدروژن می‌تواند به طور مستقیم به عنوان منبع سوخت در یک موتور اصلاح‌شده مورد استفاده قرار گیرد.

ایرباس به هر دوی این روش‌ها برای هواپیما نگاه می‌کند. به احتمال زیاد از یک روش ترکیبی استفاده خواهد شد که در آن هیدروژن هم به طور مستقیم به عنوان سوخت و هم از طریق پیل سوختی الکتریکی مورد استفاده قرار می‌گیرد. ایرباس پیش از این پیشنهادی را برای هواپیمای مجهز به پیل سوختی با موتورهای متصل شده منتشر کرده بود. امید است که انتخاب روش‌های نیروی محرکه برای توسعه در سال ۲۰۲۲تاییدشوند.

توسعه استفاده از هیدروژن

در حال حاضر استفاده از هیدروژن در حمل و نقل هوایی در مراحل اولیه خود قرار دارد. بوئینگ اولین هواپیمای با نیروی هیدروژن را در سال ۲۰۰۸پرواز کرد. وZeroAvia اولین هواپیمای تجاری با نیروی هیدروژن جهان در سال ۲۰۲۰ پرواز کرد-یک هواپیمای شش سیتر پیوپر که تبدیل شده بود.

در حال حاضر این منطقه قصد دارد تا این میزان را بیشتر کرده و دامنه آن را تا ۲۵۰ مایل گسترش دهد. اما با بازگشت خیلی زودتر، توربین‌های گازی قبل از هواپیماهای بزرگ‌تر با هیدروژن مورد استفاده قرار گرفته‌اند. نیروی هوایی آمریکا هواپیمای B-۵۷ را با سوخت هیدروژن در دهه ۱۹۵۰ به پرواز درآورد. و در دهه ۱۹۸۰، توپولوف هواپیمای Tu-۱۵۵ را به یک توربین گاز هیدروژن تبدیل کرد. این کار جواب داد، اما به قیمت از دست دادن تعداد زیادی از صندلی‌ها.

توپولوف برای Tu-۱۴۴ مافوق صوت به هیدروژن نگاه کرد، اما این هرگز اتفاق نیفتاد. این تکنولوژی به اثبات رسیده است، اما هنوز راه درازی در پیش است.

همکاری با صنایع دیگر

توسعه فن‌آوری هیدروژن بخش مهمی از برنامه ایرباس خواهد بود. یک فرض مهم این است که قیمت آن در طول زمان با گسترش کاربرد کاهش می‌یابد.

چندین صنعت از هیدروژن استفاده می‌کنند یا در حال مطالعه آن هستند-از جمله خودروسازی، حمل و نقل ریلی، راه‌آهن، و حمل و نقل.

ما تا‌کنون در مورد چگونگی نزدیک شدن ایرباس به این توسعه چیزهایی می‌دانیم: هواپیمایی باید هیدروژن مایع را به عنوان یک منبع سوخت در نظر بگیرد نه به عنوان یک گاز فشار بالا. ایرباس با دیگر صنایع (به خصوص حمل و نقل) به نفع حرکت مستقیم به سمت این صنعت برای سرمایه‌گذاری کلی کم‌تر کار می‌کند. تکنولوژی نه تنها از طریق هوانوردی بلکه از طریق صنایع فضایی، انرژی و خودرو نیز می‌آید. ایرباس به دنبال راه‌هایی برای کار با این بخش‌ها برای بهبود این تکنولوژی‌ها برای تمام بخش‌ها است.

آن تاکید کرده است که این استفاده چند صنعتی کلیدی برای ساختن کار هیدروژن برای هوانوردی است. این شرکت در حال حاضر یک شرکت سرمایه‌گذاری مشترک با شرکت آلمانی خودرو‌سازی، الینگکلینگر، تشکیل داده است. این کار به دنبال تطبیق سلول‌های سوختی خودرو برای استفاده در حمل و نقل هوایی با نتایجی است که به آن صنعت بازخورد داده می‌شود.

شاید مطالعه مقاله چگونه کشف فوق‌العاده QUTECH در حال احیا کردن محاسبات کوانتومی است؟ برای شما جالب باشد.

توسعه زیرساخت‌های فرودگاه

یکی از محدودیت‌های اصلی هیدروژن، پذیرش آن توسط فرودگاه‌ها است. این یک چیز برای طراحی یک هواپیما است که بتواند با آن کار کند و هیدروژن را ذخیره کند. این یکی دیگر از زیرساخت‌های جهانی است که از آن حمایت می‌کند. این موضوع اغلب به عنوان یکی از محدودیت‌های عمده استفاده از هیدروژن ذکر شده است.

اولین تعهد از کجا می‌آید؟ برای شرکت‌های هواپیمایی که سرمایه‌گذاری‌های قابل‌توجهی انجام دهند، آن‌ها خواهان تضمین استفاده از هواپیما در بسیاری از فرودگاه‌ها هستند. و برای سرمایه‌گذاری در زیرساخت‌های سوخت‌گیری مورد نیاز، فرودگاه‌ها می‌خواهند بدانند که خطوط هوایی از آن استفاده خواهند کرد.

ایرباس به توسعه انتشار صفر متعهد است، نه تنها به عنوان یک تمرین فنی برای اثبات اینکه می‌تواند انجام شود، بلکه به عنوان یک برنامه کامل برای استفاده و زنده ماندن. با این کار، در حال حاضر در حال بررسی این موضوع است که چگونه می‌توان هواپیما را تنها با در دسترس بودن محدود فرودگاه به بیرون راند-اما هنوز هم اجازه تعداد زیادی پرواز را می‌دهد.

پاریس به عنوان اولین فرودگاه؟

در اوایل سال ۲۰۲۱، ایرباس طرح بالقوه تبدیل پاریس به قطب «هیدروژن» را اعلام کرد. این شرکت همراه با شرکت ایر فرانس-KLM، Groupe ADP و آژانس انتخاب منطقه پاریس، به دنبال پیشنهاد شرکت‌هایی برای ذخیره‌سازی، حمل و نقل و توزیع هیدروژن در فرودگاه‌های پاریس است. همچنین به استفاده گسترده‌تر در دیگر عملیات‌های فرودگاه علاقمند است.

ژان-بریس دومونت، معاون اجرایی مهندسی در ایرباس، اهمیت این موضوع را توضیح داد و گفت: ایرباس مصمم است تا چشم‌اندازی جسورانه برای آینده هوانوردی پایدار داشته باشد و منجر به انتقال به پرواز تجاری بدون انتشار شود. هیدروژن یکی از امیدبخش‌ترین تکنولوژی‌هایی است که به ما در رسیدن به این هدف کمک خواهد کرد-اما ما به تنهایی قادر به انجام آن نخواهیم بود. این انقلاب همچنین نیازمند اکوسیستم‌های تنظیمی و زیرساخت ما برای تغییر در سراسر جهان است.

« فرودگاه‌ها نقشی کلیدی در فعال کردن این گذار دارند، که از امروز آغاز می‌شود، و ما امیدواریم که این ابتکار نوآوری باز، توسعه پروژه‌ها و راه‌حل‌های خلاقانه را تقویت کند.»

جدول زمانی برای هواپیماهای جدید

ایرباس جزئیات بیشتری از مقیاس زمانی پیش‌بینی‌شده خود را در مرکز CAPA اخیر برای رویداد هوانوردی به اشتراک گذاشت. برنامه آن داشتن اولین هواپیما در خدمت تا سال ۲۰۳۵ است-اما این به احتمال زیاد شامل هواپیمای مفهومی بال مخلوط سوم نخواهد بود.

این برنامه زمان‌بندی شاخص زیر را برای توسعه پیشنهاد کرده‌است:

• سپتامبر ۲۰۲۰: آغاز برنامه
• سال ۲۰۲۲: سطح آمادگی فن‌آوری سه (اثبات مفهوم) و انتخاب سیستم پیشرانش
• ۲۰۳۵: ورود به خدمت اولین هواپیما

حرکت به سمت کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، فرصت‌ها و چالش‌های بسیاری را برای تولید‌کنندگان و خطوط هوایی ایجاد می‌کند. آیا فکر می‌کنید روش ایرباس «ZEROe» روش درستی است؟ به نظر شما توسعه به کدام سمت هدایت خواهد شد؟.

این متن با استفاده از ربات مترجم مقاله تکنولوژی ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.

مقالات لینک‌شده در این متن می‌توانند به صورت رایگان با استفاده از مقاله‌خوان ترجمیار به فارسی مطالعه شوند.