Почему автомобили уже стали гибридными, а самолеты — нет

Сделать это одним махом не получится: моторостроители пока не готовы дать достаточно мощные и легкие электрические моторы и системы хранения энергии, пишет Flight Global, ссылаясь на мнения ведущих конструкторов европейских аэрокосмических фирм, выступавших на конференции Британского института аэрокосмических технологий.

Даже небольшому 50-местному региональному авиалайнеру нужно около 4 МВт мощности на взлете, а также аккумулятор, достаточно большой, чтобы преодолеть 1-2 тысячи километров. Если же взять дальнемагистральный 400-местный широкофюзеляжный самолет, ему потребуется мощность около 80-100 МВт, говорит Джереми Хьюз, руководитель демонстрационных программ Rolls-Royce.

Сейчас только газовые турбины способны развивать такую мощность. Однако над их эффективностью нужно серьезно поработать, чтобы выполнить требование, перед которым поставлены авиастроители: уже следующее поколение самолетов должно расходовать на 30% меньше топлива.

Конструкторы видят выход в том, чтобы скомбинировать электродвигатели и газотурбинные двигатели. Это позволит повысить тепловую эффективность. Электродвигатели будут задействоваться в те моменты, когда требуется пиковая мощность — в первую очередь, на взлете. При разгоне и наборе высоты, двигатели самолета работают на 70-100% максимальной тяги. В крейсерском режиме — от 40% до 60%.

В том, что следующее поколение авиационных моторов будет гибридным, многие говорят с полной уверенностью. Такое заявление в декабре сделал, в том числе, генеральный директор французского аэрокосмического гиганта Safran Оливье Андриес.

Поначалу электрическая часть будет играть небольшую роль, обеспечивая около 4-5% от общей потребности в энергии, если говорить о двигателях для узкофюзеляжных лайнеров.

Самым перспективным считается вариант, при котором два электромотора встроены в турбореактивный двигатель: один на валу компрессора, другой — на валу газовой турбины. Чтобы реализовать эту конструкцию, нужно решить ключевую проблему, говорит Нил Вебстер, руководитель отдела исследований и технологий Safran в Великобритании. Электромотор, спаренный с турбиной, должен быть способен справляться с экстремально высокой температурой в задней части двигателя.

Другой камень преткновения — методики испытаний гибридных двигателей. Те методы, которые сейчас используют для сертификации реактивных двигателей, опираются на десятилетия исследований и тестов — такие двигатели существуют с 1940-х годов.

По гибридам у сертифицирующих органов практически нет данных, говорит Вебстер — их предстоит создать параллельно с разработкой уже первого поколения таких двигателей.

Тем труднее будет доказать, что новые моторы достаточно надежны, согласился директор по исследованиям и технологиям Rolls-Royce Алан Ньюби.

В том, что электрификация делает задачу разработки самолетов на порядок сложнее, впервые стало очевидно во время разработки Boeing 787 Dreamliner, авиалайнера с ранее не применявшимся высоким уровнем использования электрических систем. Проверка дополнительного оборудования увеличила время испытаний на порядок, сказал Тодд Спирлинг, старший технический сотрудник Collins Aerospace.