Objem letecké dopravy vytrvale roste a s ním i obavy o dopady na životní prostředí. Vyřešit ekologické, ale i ekonomické otazníky by dopravcům měly pomoci letouny s hybridním elektrickým pohonem. Zdá se, že jejich nástup se blíží.
Na začátku dubna podepsaly Airbus Group a Siemens dohodu o spolupráci při vývoji hybridního elektrického leteckého pohonu. Cílem společného dvousetčlenného týmu je prokázat do roku 2020 technickou proveditelnost tohoto konceptu. Pravda, letoun s hybridním pohonem již společnosti spolu s rakouským výrobcem Diamond Aircraft představily v roce 2011. O tři roky později vzlétl i plně elektrický experimentální letoun E-Fan. Ale to všechno byly malé letouny. Tentokráte jde o něco většího.
Vzniknout mají prototypy různých pohonů s výkonem od 100 kW do 10 MW. To už stačí i pro dopravní letoun střední velikosti. „Věříme, že do roku 2030 bude dostupný hybridní pohon pro letouny s kapacitou do sta míst,“ nechal se slyšet výkonný ředitel Airbusu Tom Enders. „Pokrok, kterého jsme s našimi partnery v uplynulých letech dosáhli, bere dech.“ Na mysli má například neuvěřitelný skok v konstrukci elektromotorů. Výzkumnému týmu Siemensu se podařilo od roku 2011 zvýšit výkon leteckého elektromotoru vztažený na jednotku jeho hmotnosti pětinásobně. A s hmotností se samozřejmě v letectví pečlivě počítá.
K čemu je to všechno vlastně dobré? Ve hře je hlavně úspora paliva, nižší emise a tišší provoz. Evropská komise si ve svém záměru předsevzala omezit do roku 2050 emise produkované dopravními letadly v porovnání s rokem 2000 o 75 % u oxidu uhličitého a o 90 % u oxidů dusíku. Navíc by se měl o 65 % snížit hluk. Lze očekávat, že tento záměr se v budoucnu promítne do regulace. Důvodem nejsou jen obavy o globální klima, ale i ochrana zdraví obyvatelstva v okolí přeplněných letišť.
A jsou tu samozřejmě i důvody čistě ekonomické. Obor civilního letectví obecně se potýká s nízkými maržemi a je citlivý na pohyby cen vstupů. Úspory se hledají všude, kde to neohrozí bezpečnost, pravidelnost a přidanou hodnotu pro zákazníka. Lákadlo úspor za palivo je silné. Zejména u krátkých a středních letů, které jsou ekonomicky i ekologicky nejproblematičtější. A právě do tohoto segmentu směřuje nový výzkumný záměr. Není proto divu, že se na něm podílejí velcí průmysloví hráči jako Airbus, Siemens nebo Rolls-Royce, ale i některé evropské vlády. Nová technologie se již brzy může stát důležitou konkurenční výhodou – pro výrobce i dopravce.
Podle Airbusu a jeho partnerů jsou odpovědí na výše uvedené potřeby hybridní elektrické pohony. Sází přitom na koncepci distribuovaného elektrického leteckého pohonu (DEAP). Ten oproti klasické koncepci turbodmychadlových motorů zavěšených pod křídly poskytne také příležitost zlepšit aerodynamiku letounů a rozložení hmotnosti.
Zdrojem energie bude jedna velká plynová turbína uložená vzadu v trupu letounu. Ta bude pohánět generátor, který elektřinou zásobí elektromotory menších hnacích dmychadel rozmístěných na křídlech a ve vhodných chvílích se postará i o nabíjení akumulátorů. Pohon v různých letových režimech inteligentně pracuje s energií uloženou v akumulátorech (viz grafika). Tím významně snižuje spotřebu paliva. Nechybí mu ani možnost rekuperace energie v sestupném letu, při kterém dmychadla fungují jako větrné turbíny.
Jedna velká turbína přinese lepší účinnost, nižší hmotnost stoje a jednodušší údržbu. Šestice menších hnacích dmychadel rozmístěných na svrchní straně křídel zlepší aerodynamiku letounu a sníží hluk. A hlavně přinese navýšení tzv. obtokového poměru o více než polovinu a tím opět zvýší účinnost pohonu. Nová dmychadla by navíc měla lépe pracovat s proudem jimi procházejícího vzduchu, optimalizovat brázdu, kterou za sebou letoun zanechává, a snižovat tak vznikající odpor.
Aby vše fungovalo, jak to bylo vymyšleno, je třeba vyřešit řadu technických otazníků. S nimi pomohou nové technologie. Jednou ze zásadních je uchovávání energie. Výzkumníci vsázejí na vysokokapacitní akumulátory typu Lithium-vzduch, u nichž předpokládají rychlý vývoj. Potom je zde otázka efektivity přeměny energie a jejího vedení. Zde se uplatní supravodivost dosahovaná díky systému ochlazovanému na teploty blízké absolutní nule kryo chladiči. Obdobná technologie je dnes využívána například systémy magnetické rezonance. V elektromotorech, respektive generátorech, se pak uplatní nové lehké konstrukce, supravodivé cívky a magnety o síle až 17 Tesla. Práce ještě zbývá spousta. Budoucnost letectví je však za dveřmi.
Vypravte se s námi do historie české energetiky, společně ale nahlédneme i do její budoucnosti. Hostem podcastu je Tomáš Hüner, ředitel divize chytré infrastruktury v českém Siemensu, který se oblasti energetiky věnuje již více než 30 let.
Průmyslové metaverzum – nový svět, který zrcadlí a simuluje skutečné stroje, továrny, města, dopravní sítě a ostatní i velmi složité systémy – nabídne svým aktérům interaktivní reprezentace a simulace skutečného světa v reálném čase. V dějinách průmyslu představuje zcela novou kapitolu, kterou začínáme společně psát.
Reprezentativní budova Opery v Dubaji, hlavním městě stejnojmenného emirátu, v sobě skrývá špičková zařízení Siemens, která symbolizují pronikání moderních technologií této společnosti nejenom do exkluzivních koncertních sálů. Jsou také příkladem pro budování inteligentních měst.
Budoucím trendem zemědělství je udržitelné pěstování plodin s méně zdroji a bez použití chemických přípravků. Aby zemědělci mohli vyhovět těmto novým nárokům a požadavkům, musejí úzce spolupracovat s průmyslem, který jim dokáže poskytnout potřebné nástroje. Jak dobře může taková spolupráce fungovat, názorně předvádí FRAVEBOT – robot, který na brněnské rodinné farmě Ráječek monitoruje a sklízí jahody.
