Европейские исследователи считают, что они доказали целесообразность использования гибридной модели самолёт-крыло (blended-wide-body, далее BWB), которые должны частично использовать криогенное топливо, которое, как они считают, должно войти в эксплуатацию к 2050 году.

Advanced hybrid engines for aircraft development

В Октябре 2011 года стартовал проект, который должен был оценить возможность и целесообразность использования многотопливных самолётов типа BWB. Он получил название AHEAD (Advanced Hybrid Engines for Aircraft Development) - Усоверешенствованные Гибридные Двигатели для Развития Самолётов.

Задача была нелёгкой - использование криогенных видов топлива, таких как водород, природный газ (сжиженный) - требует больших ,хорошо изолированных резервуаров цилиндрической формы. Также топливо должно держаться в холоде.

Здесь сыграл огромную роль доцент Технологического университета Делфта, Нидерланды, по имени Арвинд Рао. Член консорциума AHEAD уверен, что самолёт BWB, разработанный в рамках этого проекта может быть разработан без невероятных усилий.

Использование на самолёте исключительно криогенного топлива приведёт к слишком большому числу аэродинамических недостатков. Рао говорит: "Мы хотели непредвзято оценить, что целесообразнее использовать - водород или спрессованный природный газ (СПГ). Основная проблема заключается в том, что для водорода необходимы большие баки, что приводит к увеличению фюзеляжа, увеличивая тем самым лобовое сопротивление и необходимую тягу. Следовательно, даже если выбросы СО2 и уменьшаются, то энергия, необходимая на одного пассажира - растёт."

"Основная идея, таким образом, заключается в том, чтобы найти оптимальное соотношение и разработать гибрид, или многотопливный самолёт. Это вопрос оптимизации. Мы рассчитываем использовать 70% криогенного топлива и 30% керосина (или биотоплива), но не знаем, является ли это самым эффективным соотношением".

Немецкий аэрокосмический научно-исследовательский центр DLR, Технического университета Берлина, Польши и Голландский аэрокосмический консалтинговый центр AD Cuenta - также является членов консорциума AHEAD.

Netherlands aerospace group

Исследователи сделали эскизный проект гибридного самолёта BWB, примерно такого же размера, как и Boeing 777-200ER. Данная конструкция включает в себя пространство внутри фюзеляжа для специальных цистерн для хранения криогенного топлива.

Boeing 777-200ER

Другой, серьёзной проблемой была разработка силовой установки (двигателя) с двумя камерами сгорания, одна из которых использовалась бы для беспламенного сгорания (эта новая техника ещё не применяется в авиационных двигателях).

"Результаты последнего моделирования показывают, что эта система позволяет сократить выбросы СО2 в атмосферу на 90% меньше, в сравнении с исходными результатами 2000 года" - говорит Арвинд Рао.

Испытания беспламенного сгорания проводятся в Португалии и специалисты смотрят на исход исследований с оптимизмом. Как они сами заявили: "Нам кажется, что мы сможем добиться беспламенного горения".

Характерная низкая температура криогенных типов топлива может иметь ряд преимуществ. Одно из главных это то, что сильный холод криогенного топлива можно использовать для повышения КПД двигателя. Предполагается, что топливо будет использовано для охлаждения отбираемого воздуха и охлаждения лопаток турбины и лопастей, что приведёт к снижению расхода топлива.

Текущий проект подходит к своему завершению и результаты крайне обнадёживающие. Проект может заработать к 2050 году.

"Я не знаю, как долго мы можем позволить себе ждать. К 2050 году такие страны как Карибские острова и Бангладеш окажутся под водой. Этот сценарий крайне реалистичен. Гражданская авиация потребляет 1 миллиард литров керосина в день, и эта цифра должна вырасти до 1,5 миллиарда к 2027 году. Люди много говорят о биотопливе, но крайне трудно придумать устойчивое биотопливо для авиации в необходимых объёмах" - говорит Рао.

Водород

Этот проект очень важен и способен сократить выбросы СО2 на 65%, а выбросы NO на 80% по сравнению с обычным Boeing 777-200ER. Использование водорода никому не приносит вреда.

Исследователи смотрят на этот проект как на один из флагманских. Они говорят: "Мы наблюдаем реальные изменения индустрии, так что это уникальный проект."