Демонстрация гибридно-электрического полета от NASA и GE Aerospace

Совместная работа NASA и GE Aerospace привела к успешной демонстрации полета самолета, оснащенного гибридно-электрическим двигателем мощностью в мегаватт. Это событие состоялось на международном авиашоу в Фарнборо, Великобритания, и стало публичным дебютом системы, которая может оказать влияние на будущее разработки энергоэффективных авиационных систем.

Двигатель был установлен на самолет Saab 340B и стал первым гибридно-электрическим аппаратом, который поднялся на высоту более 30,000 футов. Лори Гриндл, директор отдела аэронавтики в исследовательском центре NASA, отметила: "Это достижение отражает то, что NASA делает лучше всего в аэронавтике: мы исследуем смелые возможности, валидируем их через строгие исследования и тестирования, а затем работаем с промышленностью для превращения прорывных идей в технологии, которые приносят реальную пользу американскому народу."

Демонстрация полета стала возможной благодаря многолетнему сотрудничеству в рамках проекта по демонстрации электрических силовых установок и текущего проекта по технологиям и инструментам субзвуковых летательных аппаратов, в ходе которого проводились ключевые испытания на испытательных объектах NASA.

Двигатель сочетает в себе электрические моторы, газовую турбину и возможности хранения энергии. Он был разработан для того, чтобы продемонстрировать возможность питания самолета размером с региональный реактивный самолет, снижая расход топлива и затраты без ущерба для производительности. Технологии и конструкции данного устройства предполагается использовать для разработки будущих гибридных систем, которые могут снизить эксплуатационные расходы авиакомпаний.

По словам Ральфа Янсена, инженера NASA, "это кульминация более чем 15 лет работы, и мы сделали это, потому что это окажет влияние на самолеты, которые помогут сократить потребление энергии и помочь американским компаниям и обществу". Янсен добавил: "Это о том, чтобы иметь видение, в которое никто не верит, а затем выполнять работу, необходимую для определения и реализации исследований и разработок, чтобы это осуществить."

Это достижение стало результатом совместных усилий сотен людей, работающих над проектами по демонстрации электрических силовых установок и субзвуковыми технологиями в различных центрах NASA, в сотрудничестве с GE Aerospace и другими партнерами.

В последние годы авиация пережила бум малых самолетов и дронов, работающих на электрических системах, использующих батареи. Однако для больших пассажирских и грузовых самолетов требуются сложные двигатели, способные обеспечивать огромные объемы энергии. Более десяти лет назад, когда NASA начала рассматривать гибридные системы, возможность использования электрических моторов для дополнительного энергоснабжения казалась сложной инженерной задачей.

NASA потратила около семи лет на предварительные исследования, работая с малыми предприятиями и другими партнерами для изучения технологических препятствий и потенциальной коммерческой жизнеспособности гибридных систем. В этот период агентство решало множество барьеров к внедрению, включая технологии мощности, тепла и батарей, а также интеграцию силовой системы, двигателя и самолета.

В рамках награды по демонстрации электрических силовых установок NASA и GE Aerospace работали с исследователями для разработки более легких и эффективных силовых систем и уменьшения ключевых компонентов — иногда значительно.

В 2022 году GE Aerospace протестировала интегрированную версию своей силовой установки на испытательном стенде электрических самолетов NASA в центре Нила А. Армстронга в Сандуске, штат Огайо. Испытания позволили системе функционировать в условиях, имитирующих высоту 45,000 футов, что соответствует диапазону полета коммерческих одноместных самолетов.

Команда добавила компоненты, включая электрические моторы, преобразователи мощности, пропеллеры и коммерческий двигатель GE Aerospace, после чего последовали дополнительные наземные испытания и, в конечном итоге, полетные испытания. Для исследователей, которые потратили годы на разработку концепции, наблюдение за тем, как двигатель приводит в движение самолет в полете, стало важным шагом в долгом пути.

"Я должен сказать, что был очень тронут, увидев, как он летит. Это было просто потрясающе," — сказал Янсен. "Это просто как обычный самолет, что, вероятно, самое лучшее из всего."

Текущая поддержка NASA для этих исследований осуществляется через отдел аэронавтики в рамках его дирекции исследований и технологий.