Wodorowy napędu w lotnictwie o krok bliżej

Projekt NEWBORN, który rozpoczął się w 2023 r., skupia konsorcjum 18 firm z 10 krajów europejskich. Ich celem jest opracowanie układu napędowego klasy megawatowej, opartego na wodorowych ogniwach paliwowych i spełniającego wymagania stawiane rozwiązaniom lotniczym. Udana integracja wodorowego źródła zasilania to istotny postęp na drodze do tego celu. Kolejnym etapem będzie zintegrowana demonstracja naziemna kompletnego układu napędowego, podczas której wodorowe źródło zasilania wraz z bateriami będzie dostarczać energię elektryczną do silnika elektrycznego napędzającego śmigło statku powietrznego.

Na potrzeby testów wodorowego źródła zasilania Honeywell Aerospace opracował dedykowaną platformę, zdolną odwzorować szereg funkcji rzeczywistego statku powietrznego. Platforma została zainstalowana i jest obecnie testowana w ośrodku badawczo-rozwojowym prowadzonym przez ÚJV Řež pod Pragą. W jej skład wchodzą własne zasilanie, systemy dystrybucji czynników roboczych, instalacje elektryczne, sterownia, wyposażenie zabezpieczające oraz układy odprowadzania ciepła.

Inżynierowie połączyli ogniwa paliwowe z pozostałymi podsystemami i zweryfikowali poprawne działanie całego elektrycznego źródła zasilania. W ramach testów sprawdzono również szczelność układu, parametry pracy czynników roboczych, współdziałanie poszczególnych podsystemów, algorytmy sterowania oraz mechanizmy zabezpieczające. Kolejne testy skupią się na rozszerzeniu zakresu mocy oraz zwiększeniu stabilności i odporności wodorowego źródła zasilania.

Prace nad projektem NEWBORN prowadzone są równolegle na kilku płaszczyznach. Jedne zespoły projektują i wytwarzają sprzęt, inne rozwijają oprogramowanie, jeszcze inne przygotowują modele, symulacje i analizy integracyjne. Obok Honeywell Aerospace istotny wkład w rozwój poszczególnych elementów elektrycznego źródła zasilania i powiązanych technologii wniosły firmy takie jak PowerCell, Fraunhofer czy Test-Fuchs. Ważną rolę odegrały również zespoły zajmujące się modelowaniem, symulacjami i analizami integracyjnymi, w tym Siemens Industry Software, KU Leuven, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg oraz CIRA. Ich praca pozwoliła zidentyfikować ryzyka techniczne, zweryfikować koncepcje projektowe i przygotować poszczególne technologie do wspólnej integracji.

– Projekt NEWBORN to nie tylko demonstracja nowej technologii, ale także dowód na to, że europejski przemysł, uczelnie i organizacje badawcze potrafią wspólnie realizować ambitne wizje technologiczne i przekuwać je w działające systemy – powiedział Miroslav Matoušek, koordynator projektu NEWBORN w Honeywell Aerospace.

– W ramach projektu NEWBORN równolegle rozwijano szereg powiązanych ze sobą technologii – od systemów dostarczania i kondycjonowania powietrza, przez zarządzanie wodorem i zarządzanie ciepłem, aż po dystrybucję energii elektrycznej, elektronikę mocy, sterowanie, komunikację i monitorowanie bezpieczeństwa – dodał Ondřej Kotaba, główny ekspert ds. technologii i lider techniczny projektu NEWBORN w Honeywell Aerospace. – Połączenie wszystkich tych podsystemów w jeden działający układ będzie ukoronowaniem projektu.

Wodorowe źródło zasilania zostanie teraz przeniesione do Gorizii we Włoszech, gdzie projekt wejdzie w kolejną fazę. Finalne testy połączą dziesiątki technologii opracowanych w różnych ośrodkach w Europie w jeden funkcjonalny układ. Źródło zasilania oparte na ogniwach paliwowych zostanie tam połączone z systemami bateryjnymi firmy Pipistrel oraz z elektrycznym układem napędowym klasy megawatowej. Ten ostatni powstał we współpracy University of Nottingham, Honeywell Aerospace i Pipistrel.

Celem projektu NEWBORN jest zbudowanie kompletnego demonstratora technologii, który ma być ważnym krokiem w kierunku dalszego rozwoju napędu wodorowo-elektrycznego. Finalne rozwiązanie będzie jednym z najmocniejszych na świecie lotniczych układów napędowych wodorowo-elektrycznych tego typu.