Ми подорожуватимемо в чистих і безшумних літаках, що працюють від іонізованого повітря

Майбутнє повітряного транспорту передбачає розробку нових видів палива та більш ефективних літаків із чистішими та тихішими двигунами. Стратегія, запропонована Європейською комісією на 2050 рік в рамках проекту "Чисте небо 2", спрямована на те, щоб 40% палива, що використовується в авіації, мало викидів вуглекислого газу (CO2) без відмови від енергетичної потужності гасу. Він також прагне усунути сміття, що утворюється під час комерційних польотів - близько 5,7 мільйона тонн на рік, за даними IATA, яке в кінцевому підсумку поховане на смітниках - за допомогою таких проектів, як Digestair, система переробки шляхом анаеробного перетравлення, яка замінить поточні резервуари зберігання на борту і перетворить органічні відходи в компост та чисту енергію перед тим, як потрапити на землю.

майбутнього

Експерти сходяться на думці, що шлях ще довгий. На даний момент ми маємо задовольнити такі пристрої, як новий Airbus 320 Neo, однопрохідний літак з більш ефективними ракетними паливами та вдосконаленою аеродинамікою, який зумів зменшити споживання палива та забруднення на 15% порівняно з літаком подібних розмірів, який означає 3600 тонн менше викидів CO2 на літак в рік.

Водневі двигуни та електричні літаки

Рух на основі водню - ще одна перспективна лінія досліджень у пошуку альтернатив викопному паливу. Проект "Кріоплан", що фінансується Європейським Союзом, пропонує пасажирський літак, що працює на водневих двигунах, отриманих електролізом води з електрикою з відновлюваних джерел. Оскільки продуктом згоряння водню є водяна пара, це буде літак з нульовими викидами. Ще однією ініціативою Європейської комісії є проект Hycarus - літак, що працює від електродвигунів, що працюють на водневих паливних елементах, така ж беземісійна система, яка вже використовується в електричних автомобілях. Клітини згоряння використовують водень, який зберігається в резервуарах, і кисень у повітрі для виробництва електроенергії в результаті реакції окислення, що виділяє електрони у вигляді електричного струму і виробляє воду як єдині відходи.

Такі компанії, як ізраїльський виробник Eviation Aircraft та норвезький Bye Aerospace, досягли значних успіхів у комерційно життєздатних електричних літаках, хоча до великих пасажирських суден вони все ще далекі. Проблема полягає в тому, як накопичувати енергію: хоча ємність акумуляторів збільшилась, гас все ще в 50 разів ефективніший за масою і в 20 разів за обсягом, ніж найдосконаліші паливні елементи.

Гібридний літак

Airbus у співпраці з Rolls-Royce та Siemens розробив у 2018 році свій інноваційний E-Fan X - прототип гібридного авіалайнера, який замінить одну з чотирьох турбін електричним двигуном потужністю 2 МВт, що працює від акумуляторів. Літій (хоча з вихід Siemens з проекту, це призупинено). Іспанська бюджетна компанія Volotea та Dante Aeronautical у вересні минулого року створили гібридний пасажирський літак для короткомагістральних маршрутів.

Оскільки мрія не коштує, європейський авіаційний консорціум EADS, власник дочірньої компанії Airbus, представив у 2011 році свій проект ZEHST (Zero Emission Hipersonic Transportation), гіперзвуковий пасажирський літак, який міг би прикрити (принаймні в 2050 році) відстань між Мадридом та Нью-Йорком менш ніж за півтори години. Теоретично цей корабель міг перевезти сотню пасажирів і був би оснащений двома типами ракетних палив: деякі звичайні, що працюють на біопаливі, для зльоту і посадки, а інші ракетного типу, що живляться воднем і киснем, мали змогу здійснювати польоти у великій кількості висота, майже до краю космосу.

NASA та Массачусетський технологічний інститут (MIT) вивчають використання інтелектуальних матеріалів (метаматеріалів), які дозволять модифікувати форму літака в середині польоту, адаптуючись у реальному часі до навколишнього середовища, щоб досягти набагато більш ефективного польоту, ніж один із них - крила крила та біонічні структури, що імітують кістковий склад птахів, зменшуючи вагу, не втрачаючи опору. Концептуальний літак Airbus 2019, концептуальна модель під назвою Хижий птах (Bird Prey), натхненний ефективною механікою роботи птахів, з гнучкими крилами та двигунами з відкритим ротором, тихішим та ефективнішим, ніж сучасні реактори типу турбовентилятор.

Іонний рух

Вже майже у галузі наукової фантастики довгострокове майбутнє проходить через EAD (електроаеродинамічні) рушії, які використовували б для руху літака саме атмосферне повітря, іонізоване та прискорене потужним електричним полем. У листопаді 2018 року групі дослідників з Массачусетського технологічного інституту (Массачусетський технологічний інститут) вперше вдалося пролетіти на літаку без рухомих частин, використовуючи іонний привід, який безшумний і не використовує звичайне паливо. Вчені спроектували артефакт у п’ять метрів і вагу в два з половиною кілограми з елементом батареї та високовольтним перетворювачем живлення, який встиг успішно пролетіти 10 разів, долаючи відстань 60 метрів із середньою висотою польоту. півметра і швидкість 4,8 метра в секунду. Результати опублікованого дослідження були опубліковані в науковому журналі Nature.

Іонні або плазмові двигуни відомі давно, хоча до цього часу вони виявилися корисними лише у вакуумі космосу. Космічний корабель не вимагає занадто великої тяги, оскільки у вакуумі аеродинамічний опір для подолання дуже низький або нульовий. З іншого боку, літаки рухаються по атмосфері, де аеродинамічний опір значний, а необхідна тяга набагато більша.

Плазма - це іонізований газ, що означає, що атоми розбилися на позитивно заряджені іони та негативно заряджені електрони. Завдяки розташуванню електродів і магнітів, іони можуть прискорюватися і виділятися з великою швидкістю, створюючи штовхаючу силу в протилежному напрямку. За допомогою цієї системи в космосі можна досягти дуже високих швидкостей, що перевищують 40 кілометрів на секунду, порівняно з п'ятьма кілометрами на секунду для хімічного двигуна. Першим міжпланетним космічним кораблем НАСА, що працює на іонах, був Deep Space 1. Смарт 1 ESA також подорожував до Місяця із плазмовим паливом SPT, що працював на газі ксенону. Іонна рушія використовується в комерційних супутниках, щоб утримувати їх у правильному положенні на орбіті.