Airlander Hibrit Hava Araçları, kompozitleri ve sürdürülebilirliği bir sonraki seviyeye taşıyor.

Zeplin seyahati, 19. yüzyılın sonlarındaki gelişmesinden bu yana ticari havacılıkta önemini korumuştur . İlk çıkışlarından bu yana yolcu ve kargo taşımacılığı ve ticari uygulamalarla uğraşmaktadır. Daha yakın zamanlarda, savunma gözetimi, lüks turizm ve yük teslimatına yönelik yeni, daha ciddi ilerlemeler, büyüyen kentsel hava hareketliliği (UAM) pazarında hava gemisi yolculuğunun daha büyük ölçekte potansiyelini gösteriyor.

Hibrit Hava Araçları (HAV, Bedford, İngiltere), Airlander 10 hibrit hava aracını geliştirerek bu niş pazarı ele alan bir şirkettir . Kompozitleri yoğun şekilde kullanan çift gövdeli uçak, sert olmayan bir gövde – basınçlı helyumu tutan ve araca eliptik şeklini veren birincil yapı – dört kereson yakan motor ve tabana takılı yük modülü içerir. Araç, havada kalmak için helyumdan kaldırma kuvveti, aerodinamik kaldırma (hava akışından) ve vektörlü itme kombinasyonunu kullanır; Hava ile dolu olan gövde içindeki balonlar, sıcaklık ve irtifa değişikliklerine göre genişler ve daralır. HAV’a göre Airlander 10 4.000 deniz mili menzile, saatte 130 kilometre azami hıza sahiptir ve beş güne kadar havada kalabilir.

HAV CTO’su Mike Durham, kompozit kullanımının kapsamlı olduğunu söylüyor. Durham, “Gövde, üretan elastomerli malzeme katmanlarından üretilen kompozittir” diyor. “Ancak basınç dayanımı olmadığı için esnek hale geliyor.” Durham, gövdenin katmanlarının, mukavemet, helyum tutma ve dayanıklılık için tasarlanmış çok katmanlı bir laminat için sıvı kristal polimerden (LCP), Mylar polyester filmden ve Tedlar polivinil florür filmden dokunmuş bir Vectran yüksek performanslı multifilament iplik kombinasyonu içerdiğini söylüyor.

Kompozitler ayrıca Airlander’in , açıklanmayan uluslararası bir şirket tarafından tedarik edilen ve düşük sıcaklıklarda otoklavdan (OOA) vakumla sertleştirilen dokuma fiberglas prepregden yapılan kuyruk yüzgeci bileşenleri de dahil olmak üzere tüm rijit yapılarıyla da devreye giriyor . Yük modülü, arka tahrik kanalları ve ön direkler, yine düşük sıcaklıkta OOA kürü altında işlenen karbon fiber prepreg içerir.

Durham, “Bu süreçleri son 8-10 yılda geliştirmek zorunda kaldık” diyor. “Temel yük modülümüz bile yaklaşık 23 metre uzunluğunda ve yaklaşık dört buçuk metre genişliğinde, bu yüzden büyük bir yapı. Bunun için asla bir otoklav yapamazsınız, bu nedenle otoklavdan çıkmamızın nedeni budur. “

HAV, montaj ve entegrasyon gerçekleştiren HAV ile Airlander 10 için kompozit yapılar üreten üç ila dört ana küresel tedarikçiye sahiptir . Durham, isimleri açıklayamamakla birlikte, imalatçı tedarikçilerinin çoğunun İngiltere merkezli olacağını söylüyor.

Yeşilleniyor

Airlander’in potansiyeli yalnızca gelişmiş malzemelerin kullanımında değildir. Durham, şirketin ultra düşük ve sıfır karbonlu operasyonlar elde etmek için yakıt hücresi teknolojisinin entegrasyonu üzerinde de çalıştığını söylüyor.

Arasında Airlander sitesindeki yüzer kaldırma ve dört gaz yakan motor, aracın şu anda geleneksel dışına sabit ve döner kanatlı hava araçları ile karşılaştırıldığında, % 75 kadar daha az CO ₂ emisyonu sunmaktadır. Sıfır karbonlu havacılığa kendini adamış HAV, kademeli olarak motor elektrifikasyonunu benimsemek için çalışıyor.

Durham, ” Yola çıktığımızda , 2030’da tamamen elektrikli, çalışır durumda bir Airlander’a bakıyorduk ” diyor. Şu anda her köşesinde gazyağı yakan motorlu uçağı geliştirme sürecindeler ve 2025 yılına kadar uçurmayı umuyorlar. Ancak elektrifikasyonda, hibrit-elektrikli versiyon hedeflenmektedir. Bu konfigürasyon, ileri elektrikli ve arka gazyağı yakan motorları% 90 emisyon tasarrufuyla birleştirecektir.

Bu hedeflere ulaşmak için, Collins Aerospace (İngiltere) ve Nottingham Üniversitesi (Nottingham, İngiltere) ile ortaklaşa yürütülen 2019 hibe destekli E-HAV1 projesi (Zemin testi için prototip 500 kilovat (kW) elektrikli itici), tam boyutlu elektrikli tahrik teknolojilerinin geliştirilmesine yol açtı. Durham, bunun HAV’nin hidrojen yakıt hücresi teknolojisi ile ilişkili olarak üzerinde çalıştığı başka bir ortaklığın katalizörü olduğunu da ekliyor.

“ Biz ürün için şirket içi çalışmanın adil bir miktar yaptık ama şu anda biz bu hidrojen en temiz seçenektir hissediyorum.” Durham diyor. “Şu anda proton değişim membranı teknolojisinin temelini oluşturuyoruz, bu nedenle hidrojeni basınçlı veya kriyojenik formda alıp, elektrik enerjisi üretmek için proton değişim membranından geçiriyoruz.” 

Bununla birlikte, HAV için, hidrojen yakıt hücresi benimsemesinin uzun vadeli ve kısa vadeli zorlukları vardır. Durham, hidrojen yakıt hücreleri hala gelişmekte olan bir endüstri olduğu için, “En büyük zorluklarımızdan biri, bir işletme olarak riskimizi veya maruziyetimizi yönetmemize izin veren doğru güvenilirlik seviyesine sahip doğru ortakları bulmak olmuştur. İstediğimiz şeyi istediğimiz zaman sunan bir iş ortağı. ” şeklinde açıklama yapıyor.

Diğer bir zorluk ise, üretilen hidrojenin çoğunun – “mavi” hidrojen – iddia edildiği gibi daha temiz olmasına rağmen, şirketin sıfır emisyon beklentileriyle uyumlu olmamasıdır. “Tedarikçilerin çevreye mümkün olan en düşük CO ₂ maliyetiyle ‘yeşil’ hidrojen yaratmak için rüzgar türbinlerini veya güneş paneli tarafından üretilen enerjiyi kullanmalarını gerçekten istiyorum ” diye ekliyor. 

HAV, düşük risk profili nedeniyle basınçlı hidrojen kullanımına odaklanıyor, ancak Durham şirketin esnek olduğunu ve muhtemelen 2030 yılına kadar çok fazla değişiklik yapmadan sıvı hidrojen teknolojilerini potansiyel olarak entegre edebileceğini belirtti. Ne olursa olsun, Airlander başlangıçta hidrojen depolamaya ihtiyaç duyacak diyor. H gazını 600 bar civarında tutabilen ve hafif ağırlık için mükemmel şekilde optimize edilmiş tanklar, çünkü “hiçbir yere fazladan bir kilogram taşıyamayız.” Durham, hidrojenin depolanması için kompozit basınçlı kapların kullanılmasının, özellikle sıvı hidrojen benimsenmesi durumunda bir olasılık olduğunu söylüyor.

Airlander’in geleceği 

Başarılı bir uçuş testi programı ve kemerinin altındaki 7 teknoloji hazırlık seviyesi (TRL) ile HAV’s Airlander 10 , üretim aşamasına geçmeye yaklaşıyor. Ayrıca HAV, İngiltere Sivil Havacılık Otoritesinden (CAA) Tasarım Organizasyonu Onayını (DOA) ve Üretim Organizasyonu Onayını (POA) almıştır. Şimdi, uçağın küresel operasyon için Tip Sertifikası (TC) kazanması hedefleniyor.

Dahası, Durham’a göre Airlander 10’un geleceği çok geniş, “2018-2019 döneminde, lüks turizmin ilgi çekmemiz gereken pazar olduğuna şüphe yoktu” diyor. “Ama tabii ki salgın darbe ve turizm özellikle darbe almış gibi görünüyor, bu yüzden konumumuzu yeniden değerlendirmek zorunda kaldık. Turizmin geri geldiğini görüyoruz – yeşil eko-turizm bizim için güçlü bir yer olacak – ancak bunu pandemiyi diğer önemli satış pazarlarına bakmak için bir fırsat olarak gördük. “

Durham, güçlü bir potansiyel pazar olarak kentsel hava hareketliliğinin yanı sıra gözetim (askeri ve sivil) ve yük teslimatı uygulamalarına da işaret ediyor.

“Bu teknoloji için birden fazla pazarda pek çok fırsat var. Ultra verimli bir uçak üzerinde çalışmanın heyecan verici bir zamanı ve programı bu yılın ilerleyen aylarında başlatmayı dört gözle bekliyoruz ”diye sözlerini bitirdi.