هواپیماها درنهایت به سمت هیبرید الکتریکی می‌روند.

[Almas Parsi]

هواپیماها درنهایت به سمت هیبرید الکتریکی می‌روند.

هواپیمایی با یک موتور هیبریدی موازی (اولین هواپیمایی که می‌تواند هنگام پرواز باتری‌های خود را شارژ کند) با موفقیت در انگلستان آزمایش شده است که گام آغازین مهمی به سوی سفرهای هوایی پاک و کم‌کربن‌تر می‌باشد.

---

پژوهشگرانی از دانشگاه کمبریج با همکاری بوئینگ، اولین هواپیمایی را به صورت موفقیت‌آمیز آزمایش کرده‌اند که به وسیله یک سیستم نیرومحرکه هیبرید الکتریکی موازی تأمین قدرت می‌شود. در این سیستم یک موتور الکتریکی و یک موتور بنزینی در کنار یکدیگر برای به حرکت درآوردن پروانه کار می‌کنند.

این هواپیمای آزمایشی بیش از 30 درصد سوخت کمتری در مقایسه با هواپیمایی مصرف می‌کند که فقط یک موتور بنزینی دارد. هواپیما همچنین می‌تواند باتری‌های خود را در حین پرواز شارژ کند. این اولین بار است که چنین دستاوردی محقق شده است.


این هواپیمای آزمایشی براساس یک هواپیمای تک‌سرنشین تجاری و موتور هیبریدی آن توسط مهندسانی از دانشگاه کمبریج و با حمایت مالی بوئینگ طراحی و ساخته شده است.


هواپیما از ترکیبی از یک موتور پیستونی چهارزمانه و یک موتور- ژنراتور الکتریکی استفاده می‌کند که به وسیله تسمه محرکی متصل شده‌اند که برای چرخاندن پروانه به کار می‌رود.

در حین نشستن و برخاستن که بیشینه قدرت مورد نیاز است، موتور بنزینی و موتور الکتریکی برای تأمین قدرت هواپیما با هم کار می‌کنند.

اما زمانی که ارتفاع معمولی حاصل می‌شود، موتور الکتریکی می‌تواند به حالت ژنراتور تبدیل شود تا باتری‌ها را شارژ کند یا در حالت کمکی موتور به کار برده شود تا مصرف سوخت را به حداقل برساند. همان اصلی که در یک ماشین هیبریدی به کار می‌رود.




دکتر پل رابرتسون از دانشکده مهندسی کمبریج که سرپرستی پروژه را برعهده دارد می‌گوید: «اگرچه خودروهای الکتریکی برای بیش از یک دهه است که در دسترس‌اند، آنچه تاکنون توسعه هواپیماهای هیبریدی یا تمام الکتریکی را به تعویق انداخته است فناوری باتری است.»

وی در ادامه اضافه نمود: «تا همین اواخر این باتری‌ها بسیار سنگین بوده و دارای ظرفیت انرژی کافی نبودند. اما با ظهور باتری‌های لیتیوم-پلیمری پیشرفته، مشابه آنچه می‌توان در یک لپ‌تاپ پیدا کرد (البته در مقیاسی کوچکتر) هم اکنون در آغاز مسیر رشد هستند.


سیستم قدرت هیبریدی در هواپیمای آزمایشی کمبریج براساس یک موتور هوندا می‌باشد که موازی با یک موتور سبک‌وزن سفارشی است.

یک ماژول الکترونیکی قدرت که در دانشکده مهندسی طراحی و ساخته شده، جریان الکتریکی ورودی و خروجی از باتری ها را کنترل می‌کند (مجموعه‌ای از 16 سلول لیتیوم-پلیمری بزرگ که در محفظه‌ای مخصوص که درون بال‌ها ساخته شده، قرار داده شده اند).

موتور بنزینی به اندازه بهینه رسیده است تا قدرت را در پربازده‌ترین نقطه عملکرد خود فراهم کند که در مجموع منجر به بازده سوخت بیشتری می‌شود.


مارتی بردلی پژوهشگر اصلی بوئینگ در این برنامه می‌گوید: «مأموریت ما این است که طرز نگرش خود را به گونه‌ای حفظ کنیم و طرح‌ها و فناوری‌های نوآورانه‌ای بیابیم که سخت‌ترین چالش‌های صنعتی ما را حل می‌کنند و به صورت مداوم، عملکرد زیست‌محیطی را بهبود دهیم».

وی ادامه داد: «هیبرید الکتریکی یکی از مهم‌ترین بخش‌های تلاش‌های تحقیقاتی ماست و ما هر روز بیش از پیش درمورد امکان‌سنجی این فناوری‌ها و اینکه چگونه می‌توانند در آینده به کار برده شوند، می‌آموزیم.»


در حالی که هواپیمای آزمایشی کمبریج گامی مهم در توسعه هواپیماهای هیبرید الکتریکی یا تمام الکتریکی می‌باشد، پیش از آنکه خطوط هوایی تجاری، به صورت کامل موتورهای الکتریکی را مورداستفاده قرار دهند تحقیقات بیشتری موردنیاز است. به عنوان مثال اگر همه موتورها و همه سوخت یک خط هوایی مدرن با باتری جایگزین شوند، کل زمان پرواز ممکن در حدود 10 دقیقه خواهد بود.


پروازهای آزمایشی پروژه در فرودگاه سایول در نزدیکی نورث هامپتون انجام شد. این آزمایش‌ها متشکل از مجموعه‌ای از نقاط در طول باند فرودگاه است که به وسیله پروازهای ارزیابی در ارتفاع بیش از 1500 فوتی دنبال می‌شوند.


گروه رابرتسون که عبارت‌اند از کریستین فردریک و آندره تانوت، دانشجوهای دکترا و تام کورکر،دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی، پروازهای آزمایشی در فضای باز را به منظور تشخیص و بهینه‌سازی سیستم برای داشتن بهترین عملکرد و صرفه‌جویی در مصرف سوخت انجام داده‌اند.


منبع : کوی دانش
باز نشر : سایت علمی نخبگان جوان