Проблемы охлаждения ставят под сомнение перспективы водородной авиации

Водородная авиация сталкивается с вызовами, связанными с охлаждением топливных ячеек и силовых агрегатов, что не было проблемой для самолётов с реактивными двигателями. Это требует создания эффективной системы отвода тепла, что, в свою очередь, повлияет на дизайн летательных аппаратов. Компании TAT Technologies и Beyond Aero активно изучают эти аспекты в рамках разработки бизнес-самолёта One, рассчитанного на шесть пассажиров и дальность полёта 1500 км.

Основой силовой установки самолёта станет низкотемпературный PEM-топливный элемент, который генерирует электричество из водорода и кислорода. Несмотря на высокую эффективность таких элементов, значительная часть энергии преобразуется в тепло, что требует отводить тепловую мощность в размере около 1 МВт. В отличие от обычных реактивных двигателей, где тепло уходит с горячими газами, электрические самолёты нуждаются в отдельной системе охлаждения.

Система терморегулирования оказалась одним из самых сложных элементов нового проекта. Для топливных элементов необходимы большие теплообменники и интенсивный поток воздуха, однако большие воздухозаборники могут увеличить аэродинамическое сопротивление, что негативно скажется на дальности полёта. Поэтому создание эффективной системы охлаждения, оказывающей минимальное влияние на аэродинамику, стало ключевым заданием. Кроме того, нужно обеспечить достаточное количество кислорода для топливных элементов на высоте, что потребует установки мощных компрессоров.

На ранней стадии разработки проекта One было принято решение отказаться от жидкого водорода в пользу газообразного, который будет храниться под давлением 700 атмосфер. Этот выбор упрощает работу с инфраструктурой аэропортов и сертификацией, хотя требует установки крупных баков, что также повлияет на внешний вид самолётов. В данной конструкции резервуары расположены над крылом, где также размещены два электрических двигателя с винтами.

Проект завершил этап предварительного проектирования и переходит к детальной разработке, а также подготовке к сертификации в соответствии с требованиями EASA и FAA.