با انرژی هیدروژنی: چرخش هواپیمای آزمایشی برای آزمایش در مرکز واشنگتن

آیا هیدروژن سوخت هوانوردی سبز آینده است؟ یک تیم صنعتی به رهبری یونیورسال هیدروژن مستقر در کالیفرنیا در حال آزمایش این پیشنهاد در بوته ایالت مرکزی واشنگتن است.

یونیورسال هیدروژن با کمک شرکای ایالت واشنگتن، از جمله AeroTEC مستقر در سیاتل و MagniX مستقر در اورت، در حال آماده سازی توربوپراپ بازطراحی شده De Havilland Dash 8-300 برای آزمایش های اولیه پرواز در اواخر امسال در فرودگاه بین المللی Grant County در موزس لیک، واشینگتن است. .

هفته گذشته یونیورسال هیدروژن این را اعلام کرد پروانه موتور الکتریکی MagniX هواپیما را چرخاند برای اولین بار به طور کامل با سوخت هیدروژن انرژی می گیرد. لایتنینگ مک کلین قرار است این هفته آزمایش های زمینی جدی را آغاز کند.

مارک کازین، مدیر ارشد فناوری یونیورسال هیدروژن، به brooztechnology گفت: «ما مکانیزم رانش را روی زمین با یک هواپیمای ساکن … تا حداکثر توان راه اندازی خواهیم کرد. زمانی که از رفتار سیستم راضی شدیم سراغ تست تاکسی و آمادگی برای پرواز خواهیم رفت.

زمان‌بندی اولین آزمایش پرواز بستگی به این دارد که آزمایش‌های زمینی چقدر خوب پیش می‌روند – شاید در چند ماه آینده اگر اوضاع فوق‌العاده خوب پیش برود.

چرا هیدروژن؟

یونیورسال هیدروژن در سال 2020 توسط گروهی از پیشکسوتان صنعت هوانوردی تأسیس شد که از اینکه ببینند بقیه صنعت چقدر کند به سمت سفرهای هوایی سازگار با آب و هوا و بدون آلایندگی حرکت می کند، ناامید شده بودند.

کازین گفت: «کربن زدایی هوانوردی واقعاً سخت است. ما باور نمی کنیم که این اتفاق با باتری ها بیفتد. و بازار کلیدی در تجارت هوانوردی، که تقریباً 60 درصد از انتشارات هوانوردی را تولید می کند، خانواده هواپیماهای تک راهرو است.

سازندگان هواپیما باید تا سال 2030 برنامه ای برای نسل بعدی هواپیماهای تک راهرو ارائه دهند.

کازین گفت: “کاری که ما می خواهیم انجام دهیم این است که به مشتریان آنها و در نهایت به آنها نشان دهیم که هیدروژن تنها سوخت بدون آلایندگی واقعی برای نسل بعدی هواپیماهای برد کوتاه و متوسط ​​است.”

هیدروژن برای چندین دهه در درک عمومی از ایمنی پرواز شهرت بدی داشته است – شاید با فاجعه کشتی هوایی هیندنبورگ در سال 1937 شروع شود. اگر با سیستم های هیدروژنی کار می کنید، دیر یا زود باید با مشکل هیندنبورگ مقابله کنید. یکی از پسرعموهایش در پاسخ به این سوال که “آتشی که در هیندنبورگ دیدید در واقع هیدروژن را نمی سوزاند.” “این پوست دارو در اطراف کیسه های حاوی هیدروژن است.” (این فرضیه موضوع بحث های طولانی مدت بوده است.)

کوزین سپس تصویر بزرگ‌تری را ارائه کرد و اذعان کرد که ویژگی‌های سوخت هیدروژن با ویژگی‌های نفت سفید جت متفاوت است.

او گفت: “کل استراتژی هیدروژن ما فقط این است که مطمئن شویم غلظت هیدروژن در هر قسمت از هواپیما که ممکن است نشت کند هرگز به آستانه ای نمی رسد که قابل اشتعال شود.” “اگر هیدروژن کافی در جو نداشته باشید، نمی توانید آن را مشتعل کنید.”

استراتژی یونیورسال هیدروژن استفاده از کپسول‌های مدولار را می‌طلبد – در ابتدا حاوی گاز فشرده و در نهایت حاوی هیدروژن مایع است که به همان روشی که نوشیدنی‌ها در یک خنک‌کننده پیک‌نیک عایق سرد می‌شوند، فوق‌العاده سرد نگه داشته می‌شود. روش مدولار برای به حداقل رساندن احتمال نشتی در هنگام سوخت گیری هواپیما در نظر گرفته شده است.

هیدروژن به عنوان یک سوخت بدون آلایندگی جذاب است زیرا هنگامی که با اکسیژن در پیل سوختی برای تولید الکتریسیته واکنش می دهد، گازهای خروجی به شکل آب در می آیند. به همین دلیل است که هیدروژن به‌عنوان جایگزینی برای سوخت‌های فسیلی در حال افزایش است: تویوتا و هیوندای در کالیفرنیا اتومبیل‌های هیدروژنی می‌فروشند و یک استارت‌آپ فرانسوی-مراکشی به نام NamX در حال کار بر روی یک کپسول قابل استفاده مجدد شبیه به یونیورسال هیدروژن است، اما برای اتومبیل‌ها نه هواپیما. .

در زمینه هوانوردی، ZeroAvia مستقر در کالیفرنیا هفته گذشته با اولین پرواز هیدروژنی هواپیمای تبدیل شده Dornier 228 خود – یک آزمایش پروازی 10 دقیقه ای که در فرودگاهی در غرب لندن آغاز و به پایان رسید، نقطه عطفی را رقم زد. ZeroAvia دارای یک مرکز تحقیق و توسعه در Everett’s Paine Field است و خطوط هوایی آلاسکا مستقر در سیاتل را در زمره شرکای استراتژیک خود قرار می دهد. همچنین سرمایه گذاری را از صندوق تعهد آب و هوایی آمازون و همچنین Breakthrough Energy Ventures، صندوقی که توسط بیل گیتس تأسیس شده است، جذب کرده است.

براتوچد گفت که او دقیقاً ZeroAvia را یک رقیب نمی داند. از یک طرف، او اشاره می کند که ZeroAvia بر روی یک سیستم محرکه هیبریدی باتری هیدروژنی کار می کند، در حالی که Universal Hydrogen به طور همه جانبه با نیروی هیدروژن کار می کند. از سوی دیگر، تمرکز اصلی یونیورسال هیدروژن بر زنجیره تامین سوخت است، نه فقط هواپیماها. براتوچد شرکت خود را با شرکت قهوه نسپرسو مقایسه می‌کند که دستگاه‌های خود را به قیمت تمام شده می‌فروشد، اما بیشترین سود خود را از فروش کپسول‌های قهوه که وارد دستگاه می‌شود به دست می‌آورد.

از آنجایی که زنجیره تامین بسیار مهم است، یونیورسال هیدروژن توجه زیادی به منابع هیدروژن خود دارد. امروزه گاز هیدروژن صنعتی معمولاً محصول جانبی تولید سوخت فسیلی است. در مقابل، کازین می‌گوید شرکت او می‌خواهد از انرژی خورشیدی و باد برای تولید «هیدروژن سبز» از طریق الکترولیز آب استفاده کند. (یک گزینه دیگر می تواند «هیدروژن صورتی» باشد، جایی که انرژی هسته ای الکتریسیته را برای الکترولیز فراهم می کند.)

یک شرکت مستقر در اورگان، Obsidian Renewables، به دنبال حمایت فدرال برای یک پروژه چند میلیارد دلاری است که هیدروژن سبز را در دریاچه موزس و همچنین در هرمیستون، Ore تولید می کند.

چرا دریاچه موسی؟

دفتر مرکزی شرکت یونیورسال هیدروژن در هاثورن، کالیفرنیا است و دارای فهرستی از سرمایه گذاران استراتژیک در سراسر جهان است – از جمله American Airlines، Airbus Ventures، JetBlue، GE Aviation، Mitsubishi HC Capital و Toyota Ventures. مرکز توسعه مهندسی این شرکت در تولوز فرانسه و در نزدیکی مقر ایرباس است. پس چرا در حال برنامه ریزی برای انجام آزمایش های پروازی در مرکز ایالت واشنگتن است؟

بیش از یک دلیل برای انجام آزمایش در فرودگاه دریاچه موسی وجود دارد که با سه شریک کلیدی شروع می شود.

MagniX مستقر در Everett، سیستم پیشرانه الکتریکی Magni650 خود را برای هواپیمای بازطراحی شده Dash 8-300 یونیورسال هیدروژن ارائه می‌کند. پسرخاله گفت: «این موتوری که ما در حال پرواز هستیم، دارای تجهیزات الکترونیکی قوی‌تر و برخی پیشرفت‌های اضافی است که به ما امکان می‌دهد 750 کیلووات نیرو تولید کنیم.

AeroTEC مستقر در سیاتل کار مهندسی برای تبدیل را انجام می دهد، در حالی که Plug Power – یک شرکت مستقر در نیویورک با ردپای عملیاتی قابل توجهی در Spokane، واشنگتن – سلول های سوختی هیدروژنی را فراهم می کند.

MagniX و AeroTEC هر دو در پروژه دیگری با انتشار صفر در حال آزمایش در دریاچه موزس هستند: هواپیمای تمام الکتریکی آلیس که توسط آرلینگتون، Eviation مستقر در واشنگتن توسعه می یابد. در واقع، هواپیمای لایتنینگ مک کلین شرکت یونیورسال هیدروژن با آلیس آشیانه مشترک دارد.

پسرخاله گفت: «دریاچه موسی مکان بسیار خوبی برای آزمایش پرواز است. این یک باند بسیار طولانی دارد – فکر می کنم در ابتدا برای توسعه B-52 ساخته شده بود. بنابراین به همین دلیل است که ما از دریاچه موسی پرواز می کنیم. امکانات تست پرواز در اینجا خوب است.»

برای آزمایش‌های پرواز دریاچه موسی، تنها موتور سمت راست هواپیما به نیروی هیدروژن تبدیل شد. پسرخاله توضیح داد: «ما در طرف دیگر موتور پرت اند ویتنی داریم. در صورت از کار افتادن موتور هیدروژنی، می‌توانیم با موتور پرت اند ویتنی با خیال راحت به زمین بازگردیم.»

اگرچه Dash 8 برای این دور اولیه آزمایش‌ها تحت گواهی نوع آزمایشی اداره هوانوردی فدرال استفاده می‌شود، اولین هدف یونیورسال هیدروژن برای تبدیل تجاری ATR-72 است، یک توربوپراپ دو موتوره که در تولوز مونتاژ می‌شود. ATR-72 می تواند تا 78 مسافر را حمل کند.

کازین گفت: “هدف فعلی ما داشتن چیزی است که گواهینامه نوع تکمیلی نامیده می شود، گواهینامه ای است که امکان اصلاح هواپیمای موجود را فراهم می کند.” “هدف ما این است که تا پایان سال 2025 این را آماده و تایید کنیم.”

یونیورسال هیدروژن در حال حاضر با چندین مشتری برای کیت های تبدیل ATR-72 معامله کرده است، اما این شرکت قصد ندارد به همین جا بسنده کند. پسرخاله گفت: “ما با تبدیل ATR-72 تجارت خواهیم کرد.” “این تجارت خوبی است. اما هدف واقعی این است که به عموم مردم پرواز و خطوط هوایی و مشتریان ایرباس و بوئینگ نشان دهیم که پرواز هواپیماهای هیدروژنی – به ویژه با این راه حل مدولار که باید آن هیدروژن را به هواپیما برسانیم و هواپیما را سوخت گیری کنیم – قابل اجرا است. راه حلی برای نسل بعدی هواپیماهای تک راهرو.’