Компании Airbus и Toshiba подписали соглашение о совместной разработке сверхпроводящего авиационного двигателя. Это будет лёгкая и компактная установка мощностью от 2 МВт с охлаждением и питанием на основе охлаждённого до криогенных температур жидкого водорода. Японцы уже имеют прототип такого двигателя, а европейцы готовы интегрировать его в самолётные системы.

Источник изображения: Airbus

«Партнерство с Toshiba предоставляет уникальную возможность выйти за рамки ограничений современных частично сверхпроводящих и обычных электродвигателей, — сказал Гжегож Омбах (Grzegorz Ombach ), старший вице-президент Airbus и руководитель отдела перспективных исследований и разработок. — Благодаря этому сотрудничеству мы стремимся предложить прорывную технологию, которая могла бы открыть новые конструкторские возможности, в частности, для будущих самолетов Airbus, работающих на водороде».

Охлаждённый до температуры ниже -253 °C жидкий водород до попадания в водородные топливные ячейки будет охлаждать электродвигатель со сверхпроводящими обмотками и сверхпроводящим ротором. Это снизит потери от сопротивления обмоток и повысит соотношение вырабатываемой мощности к весу электродвигателя. По оценке Airbus, благодаря эффекту сверхпроводимости электродвигатели станут в три раза легче без потери мощности.

Водородные топливные ячейки смогут как напрямую питать электродвигатели самолётов, так и заряжать его тяговые аккумуляторы. Такой самолёт будет летать на большие расстояния, чем чисто аккумуляторный и при этом останется углеродно нейтральным, как того требует экологическая повестка. У компании Toshiba много лет имеется 2-МВт прототип подобного электродвигателя и теперь поставлена задача интегрировать его с авиационными системами.

В России также разрабатываются подобные гибридные и чисто электрические силовые установки с элементами сверхпроводимости. В частности, этим занимаются специалисты ЦИАМ.

Очевидно, что для будущих аэротакси — нового вида городской мобильности — уровень создаваемого ими шума станет сдерживающим фактором для повсеместного внедрения. В футуристическом мире грядущего над головами граждан будут проноситься стаи машин, что сделает жизнь в городе малоприятной, если звуковое загрязнение нельзя будет обуздать.

Источник изображений: Airbus

Как утверждает компания Airbus, её новое городское аэротакси будет шуметь при взлёте и посадке не громче фена для волос или пылесоса — на уровне 70 дБА. В полёте звук будет ещё тише — не громче 65 дБА. В то же время эта модель электролёта CityAirbus NextGen будет оснащена 16 электрическими приводами и 8 достаточно большими пропеллерами.

Представленный на днях прототип будущей четырёхместной воздушной машины будет способен пролетать на полном заряде аккумуляторов до 80 км на скорости до 120 км/ч. Испытания прототипа начнутся позже в текущем году. В перспективе это будет беспилотная машина для экотуризма, пассажирских и грузовых перевозок, а также для эксплуатации городскими службами.

Аэротакси Airbus в версии NextGen — это достаточно крупная машина с размахом крыльев около 12 м и массой 2 т. Для неё понадобится достаточно большая площадка не меньше вертолётной. Однако по сравнению с обслуживанием вертолётов новый вид электрических аэротакси обещает кратное снижение расходов как на техническое сопровождение, так и на полёты.

Американская аэрокосмическая венчурная компания Voyager Space и крупнейшая европейская аэрокосмическая компания Airbus объявили о создании совместного предприятия по разработке, строительству и эксплуатации частной космической станции Starlab.

Источник изображения: Airbus

Совместное предприятие основано на объявленном в январе соглашении, согласно которому Voyager выбрала Airbus для оказания технической поддержки будущей космической станции. «Совместное предприятие под руководством США соберёт вместе лидеров мирового уровня в космической сфере, а также объединит интересы Америки и Европы в освоении космоса», — указано в пресс-релизе.

В дополнение к американскому подразделению у Starlab будет дочернее европейское совместное предприятие, которое будет напрямую работать с Европейским космическим агентством (ЕКА) и космическими агентствами государств-учредителей. Размер пакетов акций в совместном предприятии и финансовые подробности не разглашаются. Voyager Space также отказалась раскрыть планы финансирования.

Starlab — одна из трёх частных концепций космической станции, разработанных для замены МКС. На начальном этапе проект Starlab включал надувную среду обитания, разработанную Lockheed Martin. Но затем было принято решение о металлической конструкции, в связи с чем в качестве партнёра вместо Lockheed была выбрана Airbus, которая построила модуль Columbus для МКС. Вместе с тем Дилан Тейлор (Dylan Taylor), генеральный директор Voyager Space, сообщил журналистам, что Lockheed будет играть определённую роль в цепочке поставок. Lockheed остаётся важным заказчиком Voyager, и в проекте Starlab главенствующую роль будет играть США, добавил он.

Voyager Space и Airbus ранее заявили, что Starlab будет развёрнута в 2028 году, но в среду отказались от указания конкретных сроков. «Это произойдёт до вывода МКС из эксплуатации; мы в этом совершенно уверены. Будет ли это в конце 2027 года, начале 2028 года или в конце 2028 года, мы всё ещё прорабатываем эти детали», — сообщил Тейлор.

Компания Airbus настойчиво занимается разработкой и тестированием «зелёных» авиационных технологий, реализуя крупные проекты. Новые решения позволяют не только использовать полностью водородную топливную систему, но и применять в лайнерах водородную вспомогательную силовую установку (APU) — вместо т.н. «скрытого» авиадвигателя, применяемого для электроснабжения самолётов. Часть новых разработок базируются на космических технологиях.

Источник изображения: Airbus

Полностью «водородная» экономика требует не только простой замены одного топлива на другое, но и полного пересмотра двигательной и энергетической системы авиалайнеров. При сотрудничестве с ArianeGroup (совместным предприятием Airbus и Safran), компания Airbus завершила тестирование полнофункциональной системы подачи водорода в газотурбинные двигатели самолёта. Проект HyPERION начали реализовать в 2020 году, он предусматривает появление коммерческих водородных лайнеров к 2035 году. Тем не менее, для тестирования безопасности технологий и выявления недочётов, требующих доработки, требуется провести дополнительные работы.

Проект предусматривает использование опыта Airbus в строительстве самолётов и применение топливных систем на жидком водороде, разработанных ArianeGroup для космических ракет семейства Ariane. В новой системе водород хранится в состоянии сверхохлаждённой жидкости в криогенных ёмкостях. После впрыска в топливную систему он подогревается до газообразного состояния и доставляется в двигатели с оптимальной температурой и давлением. 12 мая ArianeGroup совместно с французской ONERA провела ряд испытаний совместимости материалов и технологий с использованием электронасоса, газового генератора и теплообменников, изначально предназначавшихся для ракет Ariane.

Ещё одним важным проектом занимается подразделение Airbus UpNext — оно работает над программой, предусматривающей замену «скрытого» авиадвигателя авиалайнеров на водородные топливные ячейки. Хотя большинство людей принимают во внимание только двигатели самолёта, расположенные под крыльями, в хвосте крупных лайнеров обычно имеется ещё один, приводящий в действие вспомогательную силовую установку (APU). Реактивный двигатель подключён к генератору и обеспечивает лайнеру освещение, работу камбуза, питание бортовой авионики и даже поддержание на борту необходимого давления, и т.п. В Airbus намерены создать к 2025 году прототип HyPower, который заменит APU на Airbus 330 — он будет использовать водородные топливные ячейки, что позволит обеспечивать авиалайнер электроэнергией без лишнего шума и с пониженными выбросами.

Источник изображения: Airbus

Новые тесты, по данным Airbus, являются очередным шагом к демонстрационному полёту, который должен состояться к концу 2025 года. В числе прочего планируется показать и процесс заправки авиалайнера, который, с учётом физических свойств водорода, сам по себе является весьма сложной задачей. Ожидается, что систему продемонстрируют в реалистичных условиях — авиалайнер полетит на высоте 7620 м в течение часа с 10 кг водородного топлива на борту.

В январе 2023 года появились новости о том, что компания ZeroAvia подняла в воздух крупнейший в мире пассажирский самолёт на водородной тяге — в воздухе он продержался 10 минут и значительно уступает размерами крупным авиалайнерам вроде Boeing и Airbus.

Европейский аэрокосмический гигант Airbus продемонстрировал концепт космической станции LOOP, более просторной и комфортной, чем современные орбитальные объекты. Станция выглядит как огромный цилиндр с конусовидными торцами, несколько напоминает огромную бочку.

Источник изображений: mediacentre.airbus.com

Многоцелевой орбитальный модуль LOOP располагает тремя палубами, которые соединяются тоннелем, окружённым оранжереей. Станция рассчитана на экипаж из четырёх человек, но может быть адаптирована для размещения до восьми космических туристов. Диаметр LOOP составляет 8 м — это значит, что её можно отправить на орбиту в один запуск сверхтяжёлой ракеты-носителя формата SpaceX Starship и сразу развернуть, то есть сделать пригодной для жизни.

В базовой конфигурации станция включает в себя жилую палубу, научную палубу и палубу с центрифугой, где создаётся искусственная гравитация, и обитатели могут сделать временную передышку от условий невесомости. Известно, что человеческое тело в отсутствие гравитации быстро теряет форму — мышцы и кости атрофируются без должной работы. Кроме того, невесомость дезориентирует нервную систему человека, поэтому в первые дни на орбите многие чувствуют тошноту.

Airbus рассказала, что концепт LOOP был разработан, чтобы сделать пребывание человека в космосе комфортным и приятным, при этом обеспечивая условия для комфортной работы. В основу проекта легли знания, полученные за десятилетия космической эпохи, а также перспективные технологии — станцию можно будет вывести не только на земную, но также на лунную или марсианскую орбиту. Воплотить концепт LOOP в компании считают возможным уже к началу тридцатых годов, когда выйдет срок эксплуатации МКС.

Компания Airbus испытывает новые автоматизированные технологии, потенциально способные повысить безопасность и эффективность полётов. В рамках проекта DragonFly предусмотрены автоматическое изменение маршрута в экстренных ситуациях, а также автоматические посадки и даже выруливание на земле.

Компания тестирует новые функции, используя авиалайнеры серий A350-1000 в аэропорту Тулуза-Бланьяк, являющемся тестовой площадкой Airbus. Эксперименты проводятся филиалом Airbus UpNext, оценивающим новые технологии до того, как внедрять их в коммерческих версиях лайнеров.

Имя DragonFly (стрекоза) проект получил неслучайно. В Airbus сообщают, что базовая технология призвана имитировать возможность насекомого узнавать определённые места. Цель — использовать подобную возможность для автономного выруливания лайнера перед взлётом, самостоятельно справляться, когда члены команды не в состоянии управлять воздушным судном, и даже совершать автономные взлёты и посадки.

Тесты станут ещё одним шагом в методических разработках технологий для дальнейшего повышения работоспособности и надёжности систем. Вдохновляемый природой проект позволяет лайнеру, подобно стрекозе, «узнавать» элементы ландшафта и безопасно автономно маневрировать в окрестностях.

В ходе испытаний автономный авиалайнер Airbus действительно мог распознавать окрестности и реагировать на внешние обстоятельства, учитывая зоны полёта, условия определённой местности и погоду. С учётом вводных данных лайнер выстраивал траекторию полёта, сообщая её авиадиспетчерам и автоматизированным наземным системам.

Airbus UpNext использует данные испытаний для «подготовки следующего поколения алгоритмов на основе компьютерного зрения для совершенствования помощи при приземлении и выруливании». Это означает, что в недалёком будущем авиалайнеры могут стать намного более автоматизированными, чем сегодня.

Французский самолётостроитель активно рекламирует подготовку к полётам будущего. Airbus уже инвестировала в ряд авиационных проектов с аппаратами с вертикальными взлётом и посадкой, включая т.н. Vahana и CityAirbus. Первый представлял собой внешне похожий на яйцо eVTOL-прототип, а второй способен нести четырёх пассажиров на расстояние около 100 км. Также компания работает со стартапом Luminar, чтобы найти применение лазерным сенсорам в 3D-картографии.

В компании Airbus заявили о намерении протестировать в полёте силовой агрегат мегаваттного уровня, работающий на жидком водороде, уже к 2026 году. А первый полномасштабный авиалайнер с подобной двигательной установкой с нулевым выбросом должен быть введён в эксплуатацию к 2035 году.

Источник изображения: Airbus

Передовые силовые агрегаты будут заключаться в большие капсулы, закреплённые под крыльями в тех местах, где обычно располагаются турбины лайнеров, каждая капсула будет иметь внутри ёмкость для водорода и криогенное охлаждающее оборудование для поддержания водорода в состоянии ниже температуры кипения (при -253 °C). Также каждая капсула будет иметь собственную топливную ячейку для преобразования жидкого водорода в электричество, которое будет питать электродвигатели.

Так разработчик сможет освободить место в фюзеляже для груза и пассажиров. Кроме того, сами капсулы предполагается сделать сменными для обслуживания и большего удобства в целом, по имеющимся данным, предусмотрена даже замена в воздухе.

Пока же речь идёт о разработке прототипа, чьи водородные ёмкости будут расположены внутри фюзеляжа полноразмерного авиалайнера A380, а капсула с водородными ячейками для выработки электричества и двигателем будет расположена вверху над хвостовым оперением. При этом в Airbus заявляют, что такая конструкция не должна негативно повлиять на аэродинамику лайнера.

Использование водородной ёмкости внутри негерметичной части корпуса позволит имитировать «внешнее» расположение капсул, позволит держать водородное топливо отдельно от кабины и, наконец, обеспечит экстренную вентиляцию в случае утечки топлива.

Прототип водородного авиадвигателя. Источник изображения: Airbus

Конечной целью является создание авиалайнера с нулевым выбросом углекислого газа, способным нести достаточно экобезопасного топлива, чтобы летать теми же линиями, что и классические самолёты. Пока системы с электродвигателями и аккумуляторами слишком тяжелы и громоздки, а варианты с газообразным водородом хранят слишком мало горючего. С другой стороны, жидкий водород обеспечивает достаточное количество энергии на заданный объём и открывает широчайшие перспективы для экобезопасной авиации.

Тем не менее, передовая технология должна быть очень тщательно протестирована — пока её элементы использовались в космических программах и не предназначались для Земли. Впрочем, именно у Airbus имеется достаточно опыта и ресурсов для её подготовки к коммерческому использованию.

Airbus рассчитывает ввести в эксплуатацию первый авиалайнер с нулевым выбросом к 2035 году. В компании заявляют, что тестовый вариант на водородном топливе будет готов к 2026 году для начала испытаний, а в Тулузе, компания совместно с ArianeGroup построит первую в мире «заправку» жидким водородом для экобезопасных лайнеров, которая, как ожидается, будет работоспособной уже к 2025 году.

Недавно наземное тестирование варианта водородных двигателей провела компания Rolls-Royce.

Renault и Airbus объявили в среду о заключении соглашения о сотрудничестве с целью разработки аккумуляторных технологий следующего поколения для автомобилей и самолётов, «чтобы ускорить реализацию планов электрификации обеих компаний» и улучшить ассортимент продукции, производимой в ближайшие годы.

Источник изображения: Simple Flying

Компании заявили, что их инженерные группы будут совместно исследовать и разрабатывать решения в области хранения энергии, что является одним из решающих факторов создания электромобилей с большим запасом хода. Разработка аккумуляторных технологий требует больших затрат средств и времени, а также сопряжена с большими трудностями. Renault и Airbus выразили надежду на то, что совместными усилиями им удастся решить все имеющиеся проблемы для достижения лучших результатов.

«Это межотраслевое партнёрство с Renault Group поможет нам разработать аккумуляторы следующего поколения в рамках дорожной карты Airbus по электрификации», — отметила технический директор Airbus Сабина Клауке (Sabine Klauke). Ожидается, что партнёрство также поможет Airbus разработать аккумуляторыне технологии для гибридных самолётов.

Renault и Airbus заявили, что сотрудничество будет сосредоточено на оптимизации управления энергопотреблением и уменьшении веса аккумуляторов. Компании планируют примерно к 2030 году перейти от использования химических элементов к твердотельным конструкциям, чтобы удвоить плотность энергии аккумуляторов. Также была заявлена приверженность экологически чистым решениям, что необходимо для достижения климатических целей компаний.