Небо без керосину. Світова авіація входить в нову епоху

Використання екологічно чистого водню в світовій авіації набирає обертів. Всього пів року тому відбувся перший політ комерційного літака на водневих паливних елементах, а зараз у нові системи двигунів інвестують лідери авіабудування, найбільші світові авіаційні компанії, екологічні фонди та навіть нафтові гіганти.

25 вересня 2020 року можна з упевненістю назвати переломним моментом у галузі декарбонізації авіаційних перевезень. У цей день стартап з Каліфорнії ZeroAvia, був спеціально створений для розробки водневих двигунів для літаків, здійснив перший політ свого шестимісного моноплана Piper M350 на водневих паливних елементах. Літак зробив кілька кіл в околицях науково-дослідного центру компанії і успішно приземлився.

Велика і мала авіація

17 грудня 2020 року воднево-електричний літак ZeroAvia зробив демонстраційний політ вже протяжністю 400 км – ця дальність приблизно дорівнює таким маршрутам, як Лос-Анджелес – Сан-Франциско або Лондон – Единбург.

В даний час компанія розробила і тестує водневий силовий агрегат ZA-600, який може використовуватися в 20-містному літаку для польотів на відстань до 800 км. Як заявляє власник ZeroAvia Вел Міфткахов, до 2027 року вони мають намір вивести на ринок літак, розрахований на 80 пасажирів.

Стартап вже отримав для своїх розробок фінансування близько $40 млн, серед інвесторів – фонд Білла Гейтса Breakthrough Energy Ventures, Amazon Climate Pledge Fund і Shell Ventures. Але основні кошти, що цікаво, ZeroAvia отримала від уряду Великої Британії. І зараз молода компанія активно співпрацює з авіакомпанією British Airways, яка хоче прискорити перехід від викопного палива до водню.

«З огляду на те, що Велика Британія до 2050 року прагне прийти до нульових викидів вуглецю, ми вкрай зацікавлені у вивченні можливостей водню як джерела енергії для майбутнього флоту авіакомпанії», – говорить генеральний директор British Airways Шон Дойл. Обсяги фінансової допомоги для ZeroAvia від одного найбільших у світі авіаперевізників поки не розголошуються.

Інноваційними силовими установками зацікавилася і європейська аерокосмічна корпорація Airbus, яка підписала угоду стосовно розробки водневих паливних елементів з німецьким виробником ElringKlinger. За словами генерального директора Airbus Гійома Фори, перші літаки компанії з нульовим рівнем викидів повинні надійти в експлуатацію до 2035 року.

Передбачається створення трьох видів лайнерів Airbus лінійки ZEROe. Перша концепція – це трансконтинентальний лайнер на 120-200 пасажирів, дальність польоту понад 3,5 тис км. Другий варіант – конструкція зі змішаним крилом (фактично моноплан, в якому фюзеляж літака зливається з крилом). Третій лайнер розрахований на 100 місць, дальність польоту – до 2 тис км.

А ось відома канадська компанія Bombardier має намір ввести в експлуатацію свій перший водневий літак вже через кілька років. Це буде модернізований під водневе паливо близькомагістральний (до 2 тис км) лайнер DHC-8, який може вмістити до ста пасажирів.

Безпілотні літальні апарати

Якщо масове використання водневих літаків передбачається мінімум років за десять, то тотальне застосування водневих безпілотних літальних апаратів (БПЛА) очікується набагато раніше. Все-таки лайнер з пасажирами – це одна справа, а дрон (від англійського drone – «трутень»), літальний апарат не те що без пасажирів, а навіть без екіпажу – зовсім інше.

Одними з перших нові технології взяли на озброєння військові. У листопаді 2020 року військово-морський флот Нідерландів і служба берегової охорони країни успішно випробували водневі дрони, запущені з борту військового корабля.

Безпілотні літальні апарати на водневих паливних елементах були розроблені Технічним університетом Делфта (TU Delft) і призначені для розвідки. Їх безперечна перевага – крім використання екологічно чистого палива вони практично безшумні.

Треба відзначити, що в Технічному університеті Делфта розробляють і невеликі водневі літаки. Причому цим займаються студенти. Як вже писав «Главком», AeroDelft – студентська команда університету, що складається з 44 чоловік із 17 країн, розробила прототип моноплана на рідинній водневій паливній установці Phoenix PT. Його випробування почнуться влітку 2021 року, а повноцінна двомісна версія буде готова через два-три роки.

Класичний БПЛА на водневих паливних елементах недавно розробила Insitu Pacific, дочірня компанія аерокосмічного гіганта Boeing. Презентація водневого безпілотника ScanEagle відбулася в грудні 2020 року, а в кінці березня 2021 року зразок ScanEagle3 здійснив повноцінний політ з повним баком рідкого водню, літальний апарат протримався в повітрі більше 10 годин. Що характерно, випробування проводилися на полігоні Університету штату Вашингтон. Тобто без талановитих студентів теж не обійшлося.

Повертаючись до дронiв, вони можуть не тільки вести розвідку (причому як у військових, так і суто мирних цілях – спостерігати, зокрема, за станом посівів і чи не краде хто урожай), але і доставляти, наприклад, пошту або посилки в малодоступні місця.

Такі багатофункціональні дрони до листопада 2020 року виробляла канадська компанія Ballard Power Systems, яка спеціалізується на системах водневих паливних елементів. Щоб зосередитися на водневих технологіях, вона продала свій непрофільний бізнес з виробництва БПЛА американської корпорації Honeywell International.

Воднева інфраструктура для аеропортів

Тренд 2021 року – розвиток водневої інфраструктури на території аеропортів. Так, найбільший оператор водневих станцій Великобританії ITM Power і англійський аеропорт Лідс-Бредфорд (LBA) у лютому підписали угоду про виробництво водню для транспортних засобів аеропорту.

Передбачається, що в Лідс-Бредфорд буде створено водневий транспортний вузол, в якому швидкі зарядні пристрої для електромобілів будуть приводити в дію автомобільний парк летовища. Роботи зі створення енергетичного вузла можуть початися вже в 2022 році.

Ще глобальніша подія сталася у Франції – також в лютому компанії Airbus і Air France-KLM, Groupe ADP (власник аеропортів Шарль де Голль, Орлі і Ле Бурже) і агентство Choose Paris Region створили консорціум, мета якого – перетворення аеропортів французької столиці в водневі транспортні вузли

Андрій Кузьмін, «Главком»