.jpg)
Компания Toshiba и авиастроительный концерн Airbus заключили соглашение о совместной работе над применением сверхпроводниковых электродвигателей в будущих лайнерах на водородном топливе. Стороны выяснят, как такая силовая установка поведет себя в реальных условиях эксплуатации, и решат, сможет ли она стать основой для экономичных и тихих самолетов без вредных выбросов.
В центре проекта находится прототип сверхпроводникового мотора мощностью два мегаватта, который инженеры компании Toshiba довели до готовности в 2022 году. Агрегат получился в десять раз легче, чем обычные изделия сопоставимой мощности. Для авиации такие показатели очень важны. Меньшая масса силовой установки напрямую дает экономию энергии и дополнительную дальность.
Концепция рассчитана на электрическую схему тяги. Электричество вырабатывают водородные топливные элементы, а затем его получают сверхпроводниковые машины, вращающие воздушные винты или вентиляторы. Этот подход отличается от прямого сжигания H2 в газотурбинном двигателе, когда водород служит обычным топливом для камеры сгорания.
Ключом к эффективности выступает правильное охлаждение. Сверхпроводящие материалы работают без электрического сопротивления только при криогенных температурах. На земле для этого используют жидкий гелий (-269 oC) и жидкий азот (-196 oC). Водород для самолета нужно хранить в жидком состоянии при примерно -253 oC, и исследователи предлагают задействовать этот запас холода, чтобы питать топливные элементы и одновременно охлаждать обмотки сверхпроводникового двигателя.
Такой двойной контур избавляет от необходимости иметь на борту отдельную тяжелую холодильную установку, уменьшает потери и повышает общий КПД силовой цепочки. Если работоспособность подхода подтвердится, это будет означать меньшее потребление энергии для авиакомпаний и прибавку к дальности при тех же габаритах.
Сейчас разработчики сосредоточены на проверке жизнеспособности решения в условиях гражданской авиации, тестируя вибрации, перепады температур, циклы включения и отключения, отказоустойчивость электроники и безопасность криогенных систем. Параллельно компания Toshiba рассматривает и другие сферы применения. В перспективе схожие двигатели могут использоваться на судах, а также в космической технике, где счет идет на каждый килограмм.
На фоне этого появляются и другие инициативы в отрасли водорода. Отдельная группа из Brunel University London и фирма Genuine H2 заявили о планах получать H2 из морской воды с помощью возобновляемой энергии, хранить его в виде молекулярного твердого материала и сжигать в двигателях вместо дизеля без образования CO2.
