В MIT создали концепцию гибридно-электрического самолета, способного снизить уровень вредных выбросов

Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT, США) разработали концепцию гибридно-электрического самолета, который может снизить уровень выбросов, создаваемых современными авиалайнерами, сообщает портал techxplore.com.

Известно, что самолеты выбрасывают в атмосферу постоянный поток оксидов азота на крейсерской высоте. Оксиды азота, или NOx, являются основным источником загрязнения воздуха и связаны с появлением у людей астмы, респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний. Предыдущие исследования показали, что образование этих химикатов в результате полетов современных самолетов во всем мире приводит к 16 000 преждевременных смертей ежегодно.

Инженеры Массачусетского технологического института разработали концепцию силовой установки самолета, которая, по их оценкам, устранит до 95% выбросов NOx от авиации и тем самым снизит количество связанных с этим преждевременных смертей на 92%. Новая концепция основана на системах очистки выбросов, используемых в наземных транспортных средствах. Многие тяжелые дизельные грузовики сегодня оснащены системами очистки (их еще называют системами контроля) выбросов после сжигания топлива в двигателях для снижения выбросов NOx. Исследователи предложили использовать аналогичную конструкцию для авиации, но с некоторыми изменениями, включающими использование электрических двигателей.

Современные самолеты приводятся в движение реактивными двигателями, закрепленными под каждым крылом. В каждом двигателе находится газовая турбина, приводящая в действие пропеллер, который перемещает самолет по воздуху, когда выхлопные газы из турбины выходят назад, или же используется принцип реактивной тяги в случае с реактивными двигателями. Из-за этой конфигурации было невозможно использовать устройства очистки выбросов, поскольку они снизили бы тягу, создаваемую двигателями.

В новой гибридно-электрической или «турбо-электрической» конструкции источником энергии для самолета по-прежнему будет обычная газовая турбина, но она будет размещена в фюзеляже самолета. Вместо того, чтобы напрямую приводить в действие винты или вентиляторы, газовая турбина будет приводить в действие генератор, также находящийся в самолете, для выработки электроэнергии, которая затем будет приводить в действие установленные на крыльях электрические двигатели. Выбросы, производимые газовой турбиной, будут подаваться в систему контроля выбросов, в целом аналогичную системе в дизельных транспортных средствах, которая очищает выхлопные газы перед их выбросом в атмосферу.

«Это все равно будет огромной инженерной проблемой, но фундаментальных физических ограничений нет», – говорит Стивен Барретт, профессор аэронавтики и космонавтики Массачусетского технологического института. «Если вы хотите достичь нулевого уровня выбросов для авиационного сектора, то это потенциальный способ решения проблемы».

Детали конструкции, включая анализ ее потенциальных затрат на топливо и воздействия на здоровье, опубликованы в журнале Energy and Environmental Science. Соавторами статьи стали другие сотрудники Лаборатории авиации и окружающей среды Массачусетского технологического института.