Mamy wodorowy samochód - Toyota Mirai, wodorową lokomotywę PESA, teraz pora na demonstrator technologii awiacyjnej, czyli samolot napędzany wodorem. Najważniejszy jego element, czyli napęd wodorowy z nadprzewodnictwem opracowuje Airbus UpNext w ramach programu ZEROe.
Markę Airbus dobrze kojarzy każda osoba podróżująca samolotami, a także miłośnicy eksploracji kosmosu. Co prawda LOT nie eksploatuje żadnego Aibusa, a między innymi konkurencyjne Boeingi, to w trakcie lotu na trasach europejskich nietrudno trafić na samolot tej marki. Producent chwali się wysokim bezpieczeństwem swoich konstrukcji nawet w sytuacji, gdy cały samolot staje w płomieniach.
Airbus uznaje napęd wodorowy w samolotach za przyszłość
Airbus może pochwalić się największym samolotem pasażerskim, dwupokładowym A380, ale myśli nie tylko o liczbie przewożonych pasażerów, ale też kosztach jakie taki transport generuje. A koszty to również zanieczyszczenia, obok których obojętnie nie da się przejść. Technologią, która może w przyszłości przyczynić się do zmniejszenia śladu węglowego jest napęd wodorowy. Oczywiście wymaga to także opracowania czystych technologii produkcji samego wodoru, a także udoskonalenia działania samych silników.
Airbus widzi tu szansę dla technologii nadprzewodnikowych w samolotach napędzanych paliwem wodorowym. W ubiegłym roku udało się uruchomić kriogeniczny układ napędowy ASCEND o mocy 500 kW. Teraz pora na przeskalowanie go do większych mocy. Demonstrator Cryoprop ma osiągać moc 2000 kW. To wciąż niewiele, ale celem jest wciąż nie zbudowanie gotowego już silnika, a pokazanie, że można technologię wodorową z wykorzystaniem nadprzewodnictwa skalować w stronę użytecznych konstrukcji.
Choć trudno powyższą moc wymaganą do napędzenia silnika przełożyć bezpośrednio na ciąg, gdyż wymagałoby to uwzględnienia warunków w jakich działa napęd (czyli osiąganej prędkości przez samolot), ale dla porównania wszystkie cztery silniki typu GP7200 w samolocie Airbus A380 podczas startu wymagają 230 MW. Dla porównania przeciętny samochód ma silnik o mocy około 75 kW.
Po co nadprzewodnictwo w samolocie?
Uzyskanie wysokich mocy w silniku elektrycznym wymaga stosowania wysokich napięć, a to oznacza konieczność stosowania materiałów nadprzewodzących, by zmniejszyć ich wartość, jednocześnie nie tracąc nic na użyteczności napędu. Bez nadprzewodnictwa straty energetyczne czynią samolotowy napęd wodorowy mniej konkurencyjnym niż to jest oczekiwane.
Nadprzewodnictwo to stan, w którym materiały są w stanie przewodzić prąd bez jakichkolwiek strat związanych z rezystancją przewodów. Wymaga on schłodzenia przewodnika do odpowiedniej temperatury, zwykle bardzo niskiej, od kilku do kilkudziesięciu K.
Architektura silnika Cryopop zakłada wykorzystywanie ciekłego wodoru nie tylko jako elementu ogniwa paliwowego, ale też jako chłodziwa dla helu. Hel z kolei wykorzystany jest w pętli chłodniczej, która obniża temperaturę systemu dystrybucji prądu i sam silnik. W przypadku silników testowanych przez Airbusa mowa o temperaturach rzędu 20 K, czyli -253,15 stopnia Celsjusza.
Źródło: Airbus