היברידי באוויר

שתי יצרניות המטוסים הגדולות בעולם Airbus ו BOEING נמצאות בתהליכי פיתוח מתקדמים של מטוסים היברדיים, כאלה שמשלבים מנועי סילון עם מנועים חשמליים. Airbus השלימה לאחרונה ניסוי מתקדם במטוס קל שהונע לאחר ההמראה על ידי 6 מנועים חשמליים. BOEING לעומתה הלכה רחוק יותר, ויחד עם NASA היא מתכננת מטוס נוסעים צר גוף שיטוס על ידי שילוב של מנועי שריפת גז ומנועים חשמליים.

משבר האקלים, הרגולוציה המתפתחת בעולם המערבי בנושאי קיימות ואיכות סביבה, יחד עם המאמץ המתמיד להוריד בעלויות הפעלה, דוחפות את עולם התעופה לחפש פתרונות יצירתיים שישתלבו במגמה הזו. אחד מכיווני המחקר העיקריים של יצרניות המטוסים הגדולות הוא מעבר למטוסים היברידיים, בדיוק כמו תעשיית הרכב שעברה את המהפיכה הזו עשור קודם. על פי כמה מודלים כלכליים שהתפרסמו בתחילת השנה, שוק המטוסים החשמליים עמד בשנת 2023 על 1.7 מיליארד דולר, כשהצפי הוא שעד 2030 יעמוד שווי השוק הזה על 7 מיליארד דולר. בעיקר בשל כניסתן של טכנולוגיות חדשות שיאפשרו למטוסים לעמוד בתנאי הרגולוציה הקשיחים של רשות התעופה האמריקנית ה FDA, שמשמשת בעולם כסטנדרט הבטיחות המחייב והקפדני ביותר. כיום, כל יצרניות המטוסים הגדולות נמצאת עמוק בתהליכי מחקר ופיתוח של פלטרפומות היברדיות כאשר חלקן כבר הציגו פתרונות ישימים.

SUGAR, המטוס ההיברידי העתידי של בואינג איור: BOEING

Airbus הצרפתית השלימה בסוף 2023 טיסת ניסוי מוצלחת של ה EcoPulse, מטוס שמבוסס על מטוס הנוסעים הקל, Daher TBM 900 שהוסב להנעה היברדית. הפרויקט הזה יצא לדרך בשיתוף פעולה של Airbus יחד עם חברות Daher ו Safran. הטיסה שארכה 100 דקות נערכה בשדה התעופה Tarbes–Lourdes בדרום צרפת על גבול ספרד. ה EcoPulse המריא בעזרת מנוע הסילון שלו ולאחר ההמראה עבר לטיסה מלאה עם שישה מנועים חשמליים שהוצבו בכנפיים. במהלך הטיסה הצוות בדק את אופן אספקת המתח למערכות ההפעלה הממוחשבות של המטוס, את צריכת החשמל, חלוקת האנרגיה לכל אחד המנועים, את המעבר בין הנעה חשמלית להנעה מבוססת מנוע דלק ואת רמת הרעש שמייצר המטוס.

“ההצלחה של הניסוי הזה היא למעשה פריצת דרך בתעופה העולמית בהיבט של קיימות”, אמר אריק דאלבייה, סגן נשיא לטכנולוגיה ב Safran. “העובדה שהמטוס השלים טיסה מלאה בהתבסס על מערכות חשמליות מאפשרות לנו לחשוב על המגמה הבאה, זו שאחרי המטוסים ההיברדיים, מטוסים חשמליים לחלוטין”.

כל מנוע חשמלי מתוצרת Safran סיפק עוצמה מתח של 50KW, שניזון מסוללה בעוצמה של 350 KW. הסוללות עצמן מוטענות על ידי גנרטור בעוצמה של 100 KW כאשר מנוע הדלק נכנס לפעולה. בניסוי סיפקה מערכת סוללות אחת את האנרגיה לכל ששת המנועים. במהלך הטיסה שולבה גם מערכת מתקדמת לשליטה בתמרון המטוס תוך כדי השימוש במנועים החשמליים. על פי Airbus מטרת הניסוי היא לחפש יכולות הנעה ידידתיות לסביבה שיוכלו לשמש בעתיד הקרוב גם להנעה של מטוסי נוסעים גדולים, תוך שיפור משמעותי בצריכת האנרגיה. קדמו לטיסה הזו של ה EcoPulse סדרה של ניסויי קרקע וטיסות ניסוי של 10 שעות.

ה EcoPulse נחשף לראשונה ב 2019, בסלון האווירי בצרפת. אז הוא הוצג כיוזמה אירופאית למאבק בזיהום סביבתי שנובע מדלקים מזהמים. פרויקט ה EcoPulse נהנה מתמיכה של רשות התעופה האזרחית של צרפת ותקציבי פיתוח של האיחוד האירופי לעידוד קיימות.

“השגנו אבן דרך משמעותית”, אומרת סאבין קלאוק, סמנכ”לית הפיתוח של Airbus. “בטיסה הזו שילבנו סוללות מתקדמות בעוצמה של 800 וולט שיכולות לספק כוח של 350 וואט למנועים. הניסוי הוכיח שניתן להפעיל 6 מנועים במקור אנרגיה אחד בעל הספק גבוה. הצלחת הניסוי הזה מוכיחה ללא ספק שאפשר להוריד משמעותית את הפליטות המזהמות של מנועי הסילון”.

AIRBUS לא לבד

גם BOEING המתחרה הגדולה של Airbus נמצאת בתהליכי פיתוח מתקדמים של מטוס היברידי. הפרויקט הזה שמשותף גם ל NASA נקרא SUGAR – subsonic Ultra Green Aircraft. מדובר במטוס שאמור לשלב מנוע גז עם מנוע חשמלי. ההערכה של NASA היא כי המטוס ההיברידי יוריד ב 30% את פליטת הגזים המזהמים בהשוואה למטוסי נוסעים צרי גוף שמונעים כיום רק על דלק סילוני. התכנית של ממשלת ארצות הברית היא להגיע ל 0 פליטות מזהמות של מטוסים עד 2050 ולצורך כך מתקצב הממשל האמריקני מספר פרויקטים של מחקר ופיתוח בנושא. המטוס מתוכנן להיות עם כנף משולבת בחלק העליון של הגוף. הוא מתוכנן לטוס במהירות מירבית של 0.79 מאך, עם 154 נוסעים וטווח הטיסה יהיה 3500 מייל ימי (כ 6300 ק”מ). “הפרויקט הזה מאפשר לנו להתרכז במשימה מאד מורכבת” אמר סגן נשיא BOEING לטכנולוגיה, גרג היסלופ במעמד ההכרזה של NASA על BOEING כזוכה בתחרות לפיתוח המטוס בתחילת 2023. תקציב הפיתוח של ה SUGAR עומד על 425 מיליון דולר עם אופציה ל 300 מיליון דולר נוספים. עד לזכיה בפרויקט השקיעה BOEING 110 מיליון דולר מתקציב הפיתוח העצמי של החברה. ההערכה היא שהמטוס ייכנס לשירות בחצי הראשון של העשור הבא.