Amerykańska firma Electra we współpracy z NASA stworzyła unikatowy koncept odrzutowego samolotu pasażerskiego. Hybrydowo-elektryczna konstrukcja ma latać o 17% efektywniej.
Branża lotnicza od lat szuka sposobów na ograniczenie zużycia paliwa i emisji CO₂ bez konieczności całkowitej rewolucji w istniejącej infrastrukturze lotniskowej. Teraz amerykańska firma Electra, specjalizująca się w napędach hybrydowo-elektrycznych, zaprezentowała koncepcyjny samolot pasażerski nowej generacji, który według analiz może zapewnić nawet 17% większą efektywność niż konstrukcje przewidywane na rok 2050 napędzany wyłącznie tradycyjnymi silnikami.
Projekt powstał w ramach programu NASA Advanced Aircraft Concepts for Environmental Sustainability (AACES) i stanowi próbę połączenia klasycznych silników odrzutowych z nowoczesnymi technologiami elektrycznymi.
Nietypowy kadłub, który sam generuje siłę nośną
Najbardziej charakterystycznym elementem nowej konstrukcji jest szeroki kadłub typu „double bubble” (podwójna bańka). W przeciwieństwie do tradycyjnych samolotów, gdzie za większość siły nośnej odpowiadają skrzydła, tutaj również sam kadłub aktywnie uczestniczy w utrzymywaniu maszyny w powietrzu.
Takie rozwiązanie pozwala zmniejszyć opór aerodynamiczny i poprawić ogólną wydajność lotu. Konstruktorzy twierdzą, że odpowiednie ukształtowanie kadłuba umożliwia wykorzystanie energii przepływającego powietrza znacznie efektywniej niż w obecnych samolotach pasażerskich.
Silniki odrzutowe współpracują z elektrycznymi wentylatorami
Projekt Electry wykorzystuje dwa silniki turbowentylatorowe umieszczone pod skrzydłami. Ich zadaniem nie jest jednak wyłącznie generowanie ciągu. Produkują one również energię elektryczną zasilającą wentylatory zamontowane w tylnej części samolotu.
Rozwiązanie wykorzystuje technikę określaną jako Boundary Layer Ingestion (BLI), czyli „pochłanianie warstwy przyściennej”. Wentylatory przechwytują wolniej poruszające się powietrze przepływające wzdłuż kadłuba i ponownie nadają mu energię, ograniczając straty aerodynamiczne.
Według analiz Electry takie połączenie klasycznego napędu odrzutowego z elektrycznym wspomaganiem może przynieść nawet 17-procentowy wzrost efektywności w porównaniu z przyszłymi konstrukcjami uwzględniającymi jedynie postęp w materiałach, aerodynamice czy technologii silników.
Samolot bez rewolucji na lotniskach
Jednym z głównych problemów wielu futurystycznych projektów lotniczych jest konieczność budowy zupełnie nowej infrastruktury. Electra chce tego uniknąć.
Nowa konstrukcja została zaprojektowana tak, aby mogła korzystać z istniejących bramek lotniskowych oraz obecnych procedur operacyjnych linii lotniczych. Samolot ma wykorzystywać standardowe paliwo lotnicze lub zrównoważone paliwa SAF (Sustainable Aviation Fuel), bez potrzeby stosowania wodoru czy rozbudowanych systemów ładowania akumulatorów na lotniskach.
To podejście znacząco zwiększa szanse, że podobne konstrukcje mogłyby zostać rzeczywiście wdrożone do eksploatacji, zamiast pozostać jedynie efektownymi demonstratorami technologicznymi.
Większy komfort pasażerów
Interesującym aspektem projektu jest również układ kabiny. Dzięki nietypowemu kadłubowi konstruktorzy przewidują możliwość zastosowania dwóch przejść w samolocie należącym do klasy wąskokadłubowej.
Takie rozwiązanie mogłoby przyspieszyć boarding i opuszczanie pokładu przez pasażerów, a jednocześnie poprawić komfort podróży bez konieczności przechodzenia do znacznie większych i droższych samolotów szerokokadłubowych.
Otwarta technologia dla całej branży
Electra nie ograniczyła się wyłącznie do stworzenia koncepcji. Firma przygotowała również jedenaście opracowań technicznych opisujących zastosowane modele, metody i wyniki badań.
Przedsiębiorstwo wykorzystało także otwartoźródłowe narzędzie projektowe NASA Aviary, służące do wielodyscyplinarnej optymalizacji konstrukcji lotniczych. Dodatkowo opracowano zestaw narzędzi projektowych dla samolotów zelektryfikowanych, który ma zostać udostępniony szerszej społeczności badawczej.
Celem jest nie tylko rozwój pojedynczego projektu, ale przyspieszenie prac nad kolejną generacją ekologicznych samolotów pasażerskich.
Najwięksi gracze przemysłu wspierają projekt
W realizację programu AACES 2050 zaangażowano liczne instytucje przemysłowe i akademickie. Wśród partnerów znalazły się m.in. American Airlines, Honeywell Aerospace, Lockheed Martin, a także naukowcy z Massachusetts Institute of Technology, University of Michigan oraz University of California, Irvine.
Tak szeroka współpraca pokazuje, że przemysł lotniczy coraz poważniej traktuje elektryfikację jako jeden z kluczowych kierunków rozwoju lotnictwa komercyjnego.
Trzecia era lotnictwa?
Według kierownictwa Electry świat stoi u progu „trzeciej ery lotnictwa”. Po epoce samolotów tłokowych i późniejszej dominacji napędu odrzutowego nadchodzi czas konstrukcji hybrydowych oraz elektrycznych.
Choć prezentowany projekt pozostaje na razie koncepcją, pokazuje kierunek, w którym mogą podążać samoloty pasażerskie w kolejnych dekadach. Jeśli założenia projektantów okażą się trafne, przyszłe maszyny będą nie tylko oszczędniejsze i bardziej ekologiczne, ale również wygodniejsze dla podróżnych — bez konieczności przebudowy światowej infrastruktury lotniczej.
Foto: Electra.