اولین هواپیمای هیدروژن مایع سرنشین دار جهان به پرواز درآمد

در یک فرودگاه تا حدودی کوچک و بی ادعا در ماریبور، اسلوونی، پیشرانه هیدروژنی آلمانی استارت آپ H2FLY بی سر و صدا در حال ایجاد یک نقطه عطف مهم در حمل و نقل هوایی بدون آلایندگی در تابستان است. و با انجام موفقیت آمیز اولین پروازهای خدمه هیدروژن مایع در جهان، تمام کار سخت به ثمر نشسته است.

قبل از هر علاقه‌مند به تاریخ هوانوردی، «اما توپولف Tu-155 چطور؟» – بله، شوروی ۳۵ سال پیش هیدروژن مایع را به عنوان سوخت آزمایش کرد، اما فقط برای یکی از سه موتور. در مقابل، HY4 H2FLY اکنون تنها با استفاده از هیدروژن مایع (برخلاف نوع گازی) به عنوان سوخت عمل می‌کند و برای کل پرواز تنها به نیروگاه پیل سوختی هیدروژنی متکی است.

روز پنجشنبه، این خبرنگار TNW برای چهارمین پرواز از سری پروازهای آزمایشی حضور داشت. این رویداد نقطه اوج پروژه HEAVEN است، یک تعهد مشارکتی با بودجه اتحادیه اروپا برای نشان دادن امکان استفاده از هیدروژن مایع و برودتی در هواپیما. (مخفف عبارت High power density FC System for Aerial Passenger Vehicle با سوخت هیدروژن مایع است، فقط FYI.)

هیدروژن مایع در مقابل گاز به عنوان سوخت هواپیما

در حالی که پرواز نمایشی دیروز چیزی حدود ۱۰ دقیقه به طول انجامید، چند روز قبل، HY4 و دو خلبانش ۳ ساعت و ۱ دقیقه در هوا ماندند – شاهکاری که به ۱۰ کیلوگرم هیدروژن نیاز داشت. اگر از ظرفیت کامل ۲۴ کیلوگرمی هواپیما استفاده شود، می تواند ۸ ساعت بیدار بماند.

یکی از خلبانان، یوهانس گاربینو-آنتون، پس از پرواز گفت: «این واقعاً شگفت‌انگیز است، این یک کار گروهی عالی است که جان می‌گیرد. وی افزود که این فناوری “بسیار عالی کار می کند” و بزرگترین تفاوت با یک هواپیمای معمولی فقدان لرزش و صدا است. و عدم انتشار دی اکسید کربن.

سیستم محرکه H2FLY از ذخیره هیدروژن، مبدل انرژی سلول سوختی ۱۲۰ کیلووات و یک موتور الکتریکی تشکیل شده است. در مجموع، تابستان امسال کمپین آزمایشی هشت پرواز H2FLY بود. HY4 هیدروژن الکتریک از سال ۲۰۱۶ پرواز می کند، اما موفقیت تابستان امسال شامل کارکردن هواپیما بر روی هیدروژن مایع است، در مقابل هیدروژن به عنوان گاز.

هیدروژن مایع چگالی انرژی بیشتری نسبت به همتای گازی خود دارد. این بدان معناست که به وزن و حجم مخزن به میزان قابل توجهی کمتر نیاز دارد. در دنیای حمل‌ونقل هوایی، به‌ویژه هنگام مقاوم‌سازی هواپیماها، این برابری می‌کند که مجبور نباشید صندلی‌های مسافری زیادی را بیرون بیاندازید، یا فضای بار، یعنی بار را کاهش دهید.

اما شاید مهمتر از آن، محدوده بسیار بیشتری را باز می کند. برای هواپیمای آزمایشی HY4، این مسافت برابر با ۷۵۰ کیلومتر در هیدروژن گازی در مقابل ۱۵۰۰ کیلومتر در مایع است – یا دو برابر فاصله. از طرف دیگر، هیدروژن مایع به دمای برودتی (حدود -۲۵۳ درجه سانتیگراد) نیاز دارد که به پیچیدگی حمل و نقل و سوخت‌گیری می‌افزاید.

مقاوم سازی بدنه هواپیماهای موجود با سیستم محرکه پیل سوختی هیدروژنی

HY4 که از الیاف شیشه و فیبر کربن ساخته شده است، وارد تولید تجاری نخواهد شد. گام بعدی H2FLY اکنون مقیاس کردن سیستم پیل سوختی به ظرفیت مگاوات خواهد بود. سیستم H2F-175 نه تنها برد طولانی تر، بلکه ارتفاعات تا ۲۷۰۰۰ پا را نیز باز می کند. در همکاری با Deutsche Aircraft، این دو قصد دارند یک نمایشگر ۳۰ صندلی Dornier 328 را با سلول های سوختی هیدروژن-الکتریک H2FLY بازسازی کنند و تا سال ۲۰۲۵ پروازهای آزمایشی را آغاز کنند.

جدول زمانی شرکت کمی محدودتر است نسبت به برخی از رقبای خوداما H2FLY بنیانگذاران و مدیرعامل، دکتر جوزف کالو، می‌گوید که پیش‌بینی می‌کند که یک سیستم پیشرفته می‌تواند تا پایان دهه یک هواپیمای منطقه‌ای با ظرفیت ۴۰ صندلی را با برد حدود ۲۰۰۰ کیلومتر نیرو دهد.

کالو تصریح کرد: به عنوان یک مهندس می توانم بگویم که یک هواپیمای ۴۰ نفره با موتور هیدروژنی یک مسئله پول و زمان است و بعد از آن به رویایی تبدیل می شود.

با این حال، او همچنین اضافه کرد که آزمایش‌های انجام شده تاکنون نشان می‌دهد که می‌توان تا ۴ مگاوات + ۴ مگاوات نیرومحرکه را افزایش داد که می‌تواند هواپیماهای بزرگ‌تر را برای ۸۰ تا ۱۰۰ مسافر به حرکت درآورد. او همچنین طراحی‌های کاملاً جدید هواپیما را از سازندگان جدید، از جمله بدنه بال ترکیبی، مستثنی نمی‌کند.

«تغییر بازی» پتانسیل هیدروژن مایع برای هوانوردی تجاری

چیز دیگری که آینده هوانوردی با سوخت پاک و هیدروژنی نیاز دارد، چیزی غیر از این است سوخت واقعی – زیرساخت های سوخت رسانی است. برای پروژه HEAVEN، H2FLY با Air Liquide کار کرده است.

برای تامین‌کننده گاز صنعتی فرانسوی، که به‌شدت روی هیدروژن سبز به‌عنوان بخشی از ترکیب انرژی آینده شرط‌بندی می‌کند، این نیز در مورد نشان دادن دوام و تقویت تقاضای صنعتی است. پیر کرسپی گفت: “این اولین بار است که ما هیدروژن مایع را برای سوخت گیری در یک فرودگاه تجاری آورده ایم.” مدیر نوآوری Air Liquide Advanced Technologies.

خود هیدروژن به دنبال الزامات ایمنی دقیق مقامات اسلوونی با کامیون به ماریبور رسید.

مارکو ریزاتو، مهندس آزمایش پرواز در Pipistrel Vertical Solutions که از ادغام مخزن سوخت برودتی حمایت می کند، می گوید: «من نمی توانم بر اهمیت دستاورد از نظر خود فناوری تأکید کنم. هیدروژن مایع این پتانسیل را دارد که یک تغییر دهنده بازی برای هوانوردی تجاری باشد.

H2FLY در سال ۲۰۱۵ توسط پنج مهندس از مرکز هوافضای آلمان در اشتوتگارت و دانشگاه اولم تأسیس شد. این شرکت به طور کلی روی سیستم پیشرانه کار می کند، اما در صورت لزوم، اجزای جداگانه را نیز توسعه می دهد. در سال ۲۰۲۱، H2FLY توسط Joby Aviation خریداری شد، یک شرکت مستقر در کالیفرنیا که در حال توسعه یک وسیله نقلیه الکتریکی عمودی برخاست و فرود (eVTOL) برای اجرای خدمات تاکسی هوایی است.