空中巴士和東芝聯手打造超導飛機發動機
在實現飛機零排放的所有方案中,氫氣是最有前途的,因為它既有相對較高的能量密度,又能將排放物減少到水的程度。 然而,與航空燃料相比,氫氣的可用能量需要佔用很大的空間,而且處理氫氣的唯一實用方法是將其作為低溫液體冷卻到-253 °C(-423 °F)以下。空中巴士公司正在與東芝公司聯手開發一種用於飛機的超高效超導電機,該電機使用液氫供電,以冷卻推進系統和鄰近系統。
空中巴士/東芝超導飛機引擎概念圖
氫動力飛機的原理是將氫氣輸入燃料電池,燃料電池產生的電能可以為電池組充電,也可以直接驅動電動馬達。 然而,重量仍然是個問題,因為功率足夠大的電動馬達非常重,功率重量比很低,對傳統尺寸的飛機來說並不實用。
為了克服這個問題,空中巴士公司(透過其子公司空中巴士UpNext)和東芝公司(透過其能源系統部門)一直在研究如何利用燃料電池中的液態氫來冷卻低溫超導電機,然後再進入燃料電池。
當某些材料冷卻到一定溫度(如液氫溫度)以下時,它們就會變得超導。 換句話說,材料的電阻幾乎降為零,可以無限地保持電流。 這樣,CAT 掃描儀、粒子加速器、某些輸電網路以及電動機的核心磁體就可以更加強大和高效。
事實上,空中巴士公司聲稱,超導馬達比傳統系統輕三倍以上,動力系統效率高達97%。 這使得體積更小、重量更輕的組件能夠提供更大的動力,這對於在飛機上的應用顯然具有吸引力。
兩家公司在“日本航空航天2024 “會議上簽署的協議將空中巴士的低溫螺旋槳驗證機專案與東芝歷時半個世紀開發的200萬千瓦級超導電機原型相結合。
空中巴士公司高級副總裁兼顛覆性研究與開發部門主管Grzegorz Ombach表示:”與東芝的合作為我們提供了一個獨特的機會,使我們能夠超越當今部分超導電機和傳統電機的限制。透過此次合作,我們的目標是提供一項突破性技術,該技術將開啟新的設計可能性,特別是空中巴士未來的氫動力飛機。需求方面所邁出的自然而重要的一步。