Airbus stavia elektrické „srdce“ budúcich lietadiel. Rozhodujúci test príde už v roku 2027
Airbus do roku 2027 otestuje elektrickú sieť pre budúce dopravné lietadlá. Nepôjde o elektrický pohon, ale o napájanie palubných systémov.
Airbus chce v roku 2027 na zemi otestovať elektrickú architektúru, ktorá by sa neskôr mohla dostať do novej generácie dopravných lietadiel. Nepôjde však o stroj, ktorého hlavné motory poháňajú batérie. Projekt LEIA rieši výrobu, ukladanie a rozvod elektriny pre ostatné systémy na palube.
Celý názov projektu znie Large Scale Integration Demonstrator of Hybrid Electrical Architecture. Podporuje ho európske partnerstvo Clean Aviation Joint Undertaking a okrem Airbusu sa na ňom podieľajú firmy a univerzity z Európskej únie, Spojeného kráľovstva a Spojených štátov.
Airbus rieši elektrinu na palube, nie motory
Airbus pri projekte nevyvíja elektrický hlavný pohon. V roku 2027 preto nepredvedie dopravné lietadlo lietajúce na batérie ani prototyp pripravený na skúšobný let. Inžinieri chcú najskôr spojiť vysokonapäťové generátory, batérie, riadiacu elektroniku a rozvod elektriny do jedného fungujúceho systému.
Palubná sieť bude musieť priebežne rozhodovať, odkiaľ energiu vezme a kam ju pošle. V jednej chvíli ju môže dodávať generátor, inokedy sa zapojí batéria. Popritom treba koordinovať množstvo zariadení s rozdielnymi nárokmi na výkon.
Na bežnom aute alebo v dome podobné prepínanie takmer nevnímaš. V lietadle však musí celá sústava zostať ľahká, spoľahlivá a pripravená splniť prísne certifikačné pravidlá. Nestačí, aby batéria, menič alebo generátor fungovali každý zvlášť. Rozhodne až to, či sa po prepojení nezačnú navzájom obmedzovať alebo spôsobovať výpadky.
Neprehliadni
Najťažšie nebude vyrobiť súčiastky, ale prinútiť ich spolupracovať
Airbus vedie integráciu technológií, na ktorých pracujú partnerské spoločnosti. Do projektu sa zapojili napríklad AVL, Collins Aerospace, Liebherr Aerospace, Safran, výrobca batérií SAFT, Fraunhofer-Gesellschaft, Lynxeo a holandské výskumné centrum NLR.
Výskumnú časť dopĺňajú University of Warwick, Wrocław University of Science and Technology a European Aerospace Science Network. Jedni partneri pracujú na batériách a káblových rozvodoch, ďalší na výkonovej elektronike, riadení alebo samotnej výrobe elektriny.
Medzi skúšanými zariadeniami budú aj škálovateľné motor-generátory. Názov môže zvádzať k predstave, že ide o pohon lietadla. Fungujú však oboma smermi – raz vyrábajú elektrinu ako generátor, inokedy ju spotrebujú a roztočia pripojenú mechanickú časť.
Airbus ich musí zosúladiť s riadiacimi jednotkami, batériami, distribučnými prvkami a ďalšími systémami lietadla. Až spoločné skúšky ukážu, či sa z technológií od rôznych výrobcov podarí poskladať použiteľný celok.
Technológie už fungujú samostatne. Teraz ich Airbus spojí
Projekt LEIA nevzniká od nuly. Nadväzuje na program SWITCH, ktorý sa venoval subsystémom hybridno-elektrického pohonného reťazca. Collins Aerospace v júli dokončil ich spoločné laboratórne skúšky s firmami Pratt & Whitney, GKN Aerospace a MTU Aero Engines.
Komponenty počas testov spolupracovali so simulovanými systémami lietadla a motora. Ešte teda neboli namontované v skutočnom dopravnom stroji, no výsledky umožnili posunúť vývoj ďalej.
Airbus teraz techniku sťahuje do svojho laboratória STEP, teda Sustainable Technology and Engineering Projects, v nemeckom Ottobrunne. Inžinieri tam pripravia návrh celej architektúry, pripoja batérie a otestujú systém, ktorý bude riadiť tok energie medzi jednotlivými časťami.
Samostatné skúšky môžu dopadnúť bezchybne, no po prepojení sa často objavia problémy, ktoré dovtedy nebolo vidieť. Airbus preto bude sledovať najmä chladenie, hmotnosť, riadenie a bezpečnosť celej siete.
Rok 2027 nebude znamenať začiatok výroby
Testovací program má vyvrcholiť veľkou pozemnou demonštráciou v roku 2027. Airbus na nej chce ukázať, že vysokonapäťové generátory, batérie, rozvod elektriny a riadiaci softvér dokážu pracovať spoločne.
Výsledkom nebude hotové lietadlo ani systém schválený na prepravu cestujúcich.
Výrobca zatiaľ neuviedol, kedy by sa technológia mohla dostať do sériovej výroby. Medzi pozemnou skúškou a nasadením v dopravnom lietadle zostáva vývoj prototypu, letové testovanie a certifikácia. Pri vysokonapäťových systémoch môže táto cesta trvať roky.
LEIA cieli najmä na budúce regionálne lietadlá a stroje určené na krátke až stredne dlhé trate. Airbus elektrifikáciu spája so znižovaním emisií, pri tomto projekte však neuvádza konkrétnu úsporu paliva ani množstvo oxidu uhličitého, ktoré by nová architektúra dokázala ušetriť.
Otázna zostáva aj finálna hmotnosť. Výkonnejšia elektronika a káble síce môžu nahradiť časť ťažkej hydrauliky, no batérie a chladenie opäť pridajú kilogramy navyše. A každý kilogram v letectve okamžite ukusuje z ušetreného paliva.
Airbus skúša popri elektrickej sieti aj vodík
Airbus popri projekte LEIA pokračuje aj vo vývoji palivových článkov. Prostredníctvom spoločného podniku Aerostack, ktorý založil s firmou ElringKlinger, pracuje na technológii meniacej vodík na elektrinu.
Projekt H2Sky vyvinul palivový článok s výkonom približne 100 až 200 kW, ktorý je prispôsobený požiadavkám letectva. Nadväzujúci program GENtwoPRO má vytvoriť škálovateľný systém pre regionálne lietadlá približne do sto miest.
Hoci ide o samostatnú vývojovú vetvu, ktorá s projektom LEIA priamo nesúvisí, ani tu zatiaľ Airbus nemá v rukách systém pripravený na sériovú výrobu.
Odpoveď na otázku, kedy si cestujúci kúpia letenku na hybridno-elektrické lietadlo, v roku 2027 nedostaneme. Skúšky v Ottobrunne však ukážu, či technológie, ktoré doteraz fungovali najmä samostatne, zvládnu prvé veľké prepojenie bez toho, aby sa celý systém začal rozpadať pod vlastnou zložitosťou.
