بعد السيارة الكهربائية.. هل تصبح طائرات الهيدروجين الفعالة خيارًا اقتصاديًا أكثر من الطائرات الحالية؟

 من خلال الابتكارات والأفكار، وفي ظل تصاعد المخاوف بشأن الاستدامة والبيئة، فإن المناقشات حول الطيران تركز بشكل متزايد على كيفية التقليل من الأثر البيئي.

هذا وقد سعت مجموعة من الشركات إلى تطوير خطط ومفاهيم تتعلق بالطيران المنخفض الانبعاثات والعديم الانبعاثات.

ويعد الطيران من أصعب المكسرات التي يمكن كسرها عندما يتعلق الأمر بتطوير النقل الخالي من الكربون، ولن تكون الطائرات الكهربائية التجارية مجدية حتى تصبح البطاريات أكثر قوة وخفيفة الوزن، وتعتبر الرحلة التي تعمل بالطاقة الهيدروجينية طريقة أخرى محتملة للمضي قدمًا، وقد كشفت مجموعة بحثية عن الشكل الذي يمكن أن تبدو عليه مثل هذه الطائرة، وفقا لتقرير engadged التقنى.

كما حققت الطائرة الكهربائية Spirit of Innovation سرعة قصوى عند 623 كيلومترًا/ الساعة ما يجعلها الأسرع في العالم، وفقا لشركة رولز رويس.

◄طائرة Spirit of Innovation 

وتم ابتكار طائرة Spirit of Innovation إثر لمشروع يسمى ACCEL، أو تسريع كهربة الطيران، بشراكة من YASA وهي شركة فرعية مملوكة بالكامل لمرسيدس، وElectroflight، التي وصفتها رولز رويس بأنها شركة طيران ناشئة.

وسبق أن كشف فريق العمل عن نموذج الطائرة Spirit of Innovation (روح الابتكار) في معرض دبي للطيران 2021 الذي ختم فعالياته قبل أيام.

وحسب aitnews فإن رولز رويس تقدم بثلاث طلبات للحصول على أرقام قياسية عالمية إلى الاتحاد العالمي للرياضات الجوية، تشمل وصولت سرعة الطائرة إلى 555.9 كيلومتر في الساعة لأكثر من 3 كيلومترات، وتحقيق الطائرة سرعة 532.1 كيلومتر في الساعة لأكثر من 15 كيلومتر، وصعوت الطائرة إلى ارتفاع 3000 متر في 202 ثانية.

وخلال عمليات التشغيل التي حطمت الأرقام القياسية، سجلت الطائرة سرعة قصوى تبلغ 623 كيلومتر في الساعة.

ونتيجة لذلك تعتقد الشركة أن هذا الرقم يجعل Spirit of Innovation أسرع مركبة كهربائية بالكامل في العالم.
ومن حيث التمويل لمشروع الطائرة، جاء 50% من معهد تكنولوجيا الفضاء بالشراكة مع وزارة الأعمال والطاقة والاستراتيجية الصناعية التابعة لحكومة المملكة المتحدة وابتكار المملكة المتحدة.
 

ووفقًا للشركة، تستخدم الطائرة محركًا كهربائيًا بقدرة 400 كيلوواط وحزمة بطارية الدفع الأكثر كثافة في القوة التي تم تجميعها في المجال.

◄طائرة تعمل بالكهرباء

من المتوقع ظهور أول طائرة تعمل بالكهرباء بالكامل قادرة على حمل 100 شخص في غضون 6 سنوات، مما يسرع بشكل كبير الجدول الزمني لإدخال طائرة تجارية لا تعمل بالكيروسين، حيث تشير معظم إعلانات الشركات المصنعة إلى العام 2035 لظهور أول نماذجها.

وتخطط شركة رايت إليكتريك Wright Electric Inc الناشئة في الولايات المتحدة لتعديل المحركات الكهربائية في طائرة إقليمية BAe 146 تم تصنيعها في الأصل بواسطة BAE Systems Plc، لتحل محل محركاتها النفاثة الأربعة وتحويلها إلى نموذج خالٍ من الانبعاثات.

وقال الرئيس التنفيذي جيفري إنغلر: "تخطط رايت لبناء أسطول من الطائرات المحولة، والتي سيكون لها مدى حوالي ساعة واحدة أو 460 ميلًا، بعد سنوات"، وفقًا لما ذكره لوكالة "بلومبرغ".

ستكون الطائرات المحولة مناسبة للربط بين المدن القريبة، والتي تخدمها حاليًا طائرات إقليمية أو عائلة إيرباص A320 أو طائرات بوينغ 737s.

تعد رايت شريكا منذ فترة طويلة لشركة الطيران إيزي جيت المحدودة، كما تشارك شركة الطيران المكسيكية فيفا آيروباص Viva Aerobus أيضًا في المشروع.

◄ الهدف

وتهدف الشركة المصنعة التي تتخذ من لوس أنجليس مقرًا لها، والتي تأسست في العام 2016، في نهاية المطاف، إلى تقديم تصميمها للطائرة النظيفة Wright 1 بنحو 186 مقعدًا وبمدى 800 ميل في 2030.

وقال الرئيس التنفيذي إن خطة رايت تعتمد على التقدم في تكنولوجيا البطاريات، حيث يتطلب نموذجها المعدل محركات أكبر قليلًا من نظام 2 ميغاوات الذي يختبره حاليًا. ويمكن لخلايا الوقود الهيدروجينية أو خلايا الوقود المصنوعة من الألومنيوم توفير القدرة اللازمة من 2.5 ميغاوات إلى 3 ميغاوات.

وتعتبر BAe 146 مثالية لبرنامج رايت لأنها طائرة صغيرة نسبيًا ومع ذلك بها 4 محركات، مما يسمح باختبار الطيران بمحرك كهربائي واحد في عام 2023 قبل الانتقال إلى محركين في عام 2024 وأربعة بعد ذلك.

ودخلت الطائرة 146 الأصلية الخدمة في عام 1983 وتوقف الإنتاج باسم Avro في عام 2001.

ومن بين المشاركين في السباق لبناء طائرات ثابتة الجناحين عديمة الانبعاثات، شركة ZeroAvia Inc وHeart Aerospace.

وجاء مشروع FlyZero، الذي يقوده معهد تكنولوجيا الفضاء وتموله حكومة المملكة المتحدة، بمفهوم لطائرة متوسطة الحجم تعمل بالهيدروجين السائل، وأضافت أن الطائرة ستكون قادرة على نقل 279 راكبا دون توقف من لندن إلى سان فرانسيسكو أو من لندن إلى أوكلاند بنيوزيلندا مع توقف واحد للتزود بالوقود، والطائرة التي يبلغ طول جناحيها 54 مترا ومحركين توربينى، ستوفر "نفس السرعة والراحة مثل طائرات اليوم" ولكن دون انبعاثات كربونية.

وتقول ATI أن الطائرة المفاهيمية لديها خزانات وقود مبردة في جسم الطائرة الخلفي، والتي ستخزن الهيدروجين عند -250 درجة مئوية (-418 درجة فهرنهايت)، وسيحافظ خزانان "الخد" الأصغر على طول جسم الطائرة الأمامي على توازن الطائرة عند استخدام الوقود.

ونحن على بعد سنوات من تحول طائرات الهيدروجين التجارية إلى حقيقة واقعة، والبنية التحتية للتزود بالوقود غير موجودة حتى الآن والهيدروجين أغلى ثمنًا ويصعب تخزينه على ظهر المركب من الوقود الذي يعتمد على الكيروسين، ومع ذلك قد لا تكون هذه الأنواع من الطائرات مجرد حلم بعيد المنال.

وتتوقع ATI أنه بحلول منتصف عام 2030، قد تكون طائرات الهيدروجين الفعالة خيارًا اقتصاديًا أكثر من الطائرات الحالية،  ويرجع ذلك جزئيًا إلى تحول القطاعات الأخرى نحو الهيدروجين، والذي من المرجح أن يقلل من تكاليف التوريد.

يخطط مشروع FlyZero لنشر المزيد من النتائج التفصيلية في أوائل العام المقبل، بما في ذلك مفاهيم الطائرات الإقليمية وضقة الجسم ومتوسطة الحجم، والتقارير الاقتصادية والسوقية، وخرائط الطريق للتقنية المطلوبة وتقييم الاستدامة.

◄ شركة رولز-رويس

وكانت شركة رولز-رويس قد كشفت النقاب عن أحدث ابتكاراتها في مجال الطيران، وهو عبارة عن أسرع طائرة كهربائية في العالم.

فقد سجلت الطائرة، التي أطلق عليها "روح الابتكار" Spirit of Innovation، رقمًا قياسيًا جديدًا في السرعة، حيث وصلت سرعتها القصوى إلى (387.4mph) خلال رحلة تجريبية لمسافة 1.9 ميل استغرقت 11 دقيقة.

في الوقت نفسه، حققت الطائرة الكهربائية بالكامل 330 ميلًا في الساعة لمسافة 9.3 ميل، وكسرت أسرع وقت للصعود إلى 3000 متر في 60 ثانية بزمن 202 ثانية.

بدوره، قال وارن إيست، الرئيس التنفيذي لشركة رولزرويس إنه بعد تركيز العالم على الحاجة إلى اتخاذ إجراء فيما يتعلق بالانبعاثات الكربونية، تعد الطائرة الجديدة معلمًا آخر من شأنه أن يساعد في جعل حلم إنتاج طائرات صفرية الانبعاثات الضارة بالبيئة حقيقة واقعة.

وأضاف أن ذلك يدعم الطموحات لتحقيق السبق التكنولوجي، الذي يحتاج العالم إليه للتخلص من الكربون المنبعث بسبب عمليات النقل الجوي والبري والبحري.

كذلك، ذكرت رولزرويس أن طائرة "روح الابتكار" يمكن أن تطير حاليًا لأكثر من 30 دقيقة بشحنة واحدة لبطارياتها – لكنها تتوقع أن يتم تطوير بطاريات ليمكن أن تقوم الطائرة برحلة لمسافة 160 كم بشحنة واحدة.

وشغلت طائرة "روح الابتكار" بواسطة محرك كهربائي بقوة 400 كيلو وات وبطارية دفع كثيفة الطاقة تحتوي على 6480 خلية، أي ما يوازي على سبيل المثال القدرة على تشغيل 7500 هاتف ذكي.

كما، يشغل المحرك مراوح بسرعة دوران تصل إلى 2200 دورة في الدقيقة، ولضمان بقاء البطارية الضخمة باردة أثناء التشغيل، تم تصميم نظام حماية حرارية مصنوع من الفلين البرتغالي.

من جهتها، أعربت رولزرويس أن المركبة المبتكرة يمكن أن تمهد الطريق لتقنيات المستقبل، وحتى سيارات الأجرة الطائرة في المستقبل القريب، التي يمكنها التنقل جوًا في المناطق الحضرية بالكامل وكذلك يمكن توظيف نفس التقنيات لتصنيع طائرات ركاب كهربائية هجينة، وكل ما يمكن أن يتم تطبيقه في المركبات والأنشطة في الحياة اليومية.