Konstnärs rendering av ett avancerat kommersiellt transportflygplanskoncept med CHEETA-system. Kredit:University of Illinois at Urbana-Champaign Department of Aerospace Engineering
Forskare vid University of Illinois leder ett nyfinansierat projekt från NASA för att utveckla en ny metod för helelektriska flygplan.
Även om förbättringar i fordonskonfigurationer och motorsystem har ökat flygeffektiviteten under de senaste decennierna, det fortsatta beroendet av kolvätebränslen gör flygplansdriftskostnaderna volatila. Det betyder också att kommersiellt flyg kommer att fortsätta att bidra med en betydande mängd växthusgasutsläpp inom den nationella och internationella transportbranschen. Och prognosen för flygresor i USA förväntas öka med 90 procent inom de kommande 20 åren, leder till ännu större utsläpp.
I ett försök att ta itu med dessa problem, denna forskning föreslår en grundläggande förändring från flygbränsle till mer hållbara energikällor för flyget, och införandet av nya elektriskt drivna framdrivningssystem för kommersiella flygplanssystem.
Det heter CHEETA – Center for Cryogenic High-Efficiency Electrical Technologies for Aircraft. NASA kommer att tillhandahålla 6 miljoner dollar under tre år.
"Väsentligen, Programmet fokuserar på utvecklingen av en helt elektrisk flygplansplattform som använder kryogent flytande väte som energilagringsmetod, sa Philip Ansell, biträdande professor vid institutionen för flygteknik vid Urbana-Champaign och huvudutredare för projektet.
Konceptskiss över en helt elektrisk flygplansplattform som använder kryogent flytande väte som energilagringsmetod. Kredit:University of Illinois at Urbana-Champaign Department of Aerospace Engineering
"Den kemiska väteenergin omvandlas till elektrisk energi genom en serie bränsleceller, som driver det ultraeffektiva elektriska framdrivningssystemet. Vätgassystemets låga temperaturkrav ger också möjligheter att använda supraledande, eller förlustfri, energiöverföring och motorsystem med hög effekt.
"Det liknar hur MRI fungerar, magnetisk resonanstomografi, " tillade Ansell. "Men, dessa nödvändiga elektriska drivlina-system finns ännu inte, och metoderna för att integrera elektriskt driven framdrivningsteknik i en flygplansplattform har ännu inte etablerats effektivt. Detta program strävar efter att ta itu med denna klyfta och ge grundläggande bidrag inom teknik som kommer att möjliggöra helt elektriska flygplan i framtiden."
Ansvarig utredare i projektet är docent Kiruba Haran vid U vid I:s institution för elektro- och datateknik.
University of Illinois Assistant Professor eller Aerospace Engineering Phillip Ansell. Kredit:University of Illinois Department of Aerospace Engineering.
"De senaste årens framsteg inom icke-kryogena maskiner och drivsystem har fört elektrisk framdrivning av kommersiella regionaljetplan närmare verkligheten, men praktiska kryogena system förblir den "heliga gralen" för stora flygplan på grund av deras oöverträffade effekttäthet och effektivitet, " Sa Haran. "De partnerskap som har etablerats för detta projekt positionerar oss väl för att ta itu med de betydande tekniska hinder som finns längs denna väg."
