ترکیب تکنولوژی هایپرکارها با موتور دیزل V12 برای افزایش برد هواپیماهای برقی

تکنولوژی موتورهای هلیکس که در هایپرکارهایی مثل آستون‌مارتین والکری، زینگر 21C و مک‌مورتی اسپیرلینگ استفاده می‌شود، حالا در مسیر تحول صنعت هوانوردی قرار گرفته است. هدف از این ترکیب، افزایش کارایی هواپیماهای الکتریکی و به‌ویژه تاکسی‌های هوایی یا همان eVTOL است. برای علاقه‌مندان به خودرو، این موضوع ازآن‌جهت اهمیت دارد که خودروسازان بزرگی مثل تویوتا، هوندا، هیوندای و استلانتیس سرمایه‌گذاری‌های کلانی در این بخش انجام داده‌اند و به نظر می‌رسد این دستاورد فنی، می‌تواند سرعت عملیاتی شدن این پروژه‌ها را به‌شدت افزایش دهد.

بزرگ‌ترین مانع پیش روی هواپیماهای eVTOL، مصرف انرژی فوق‌العاده بالا هنگام برخاستن عمودی، شناور ماندن و انتقال به پرواز روبه‌جلو است اما نیاز انرژی این هواپیماها پس از ورود به فاز کروز به‌شدت کاهش می‌یابد. به همین دلیل، استفاده از یک ژنراتور سبک و قدرتمند که بتواند در زمان نیاز، انرژی لازم را تأمین کند، راهکاری بسیار مؤثر برای افزایش شعاع حرکتی و تضمین فرود ایمن این پرنده‌ها خواهد بود.

این موتور الکتریکی در مقایسه با مدل SPX242-94 که در هایپرکارها استفاده شده، قطر کمتر و طول محوری بیشتری دارد. طراحان با کاهش قطر موتور، سرعت نوک روتور و اینرسی چرخشی را کاهش داده و به دور موتور بالاتر دست یافته‌اند درحالی‌که افزایش طول استاتور باعث شده تا گشتاور از دست رفته بازیابی شود و موتور برای چگالی قدرت بالا بهینه شود. خروجی این موتور در اوج توان به ۵۶۳ اسب بخار و در حالت پیوسته به ۴۴۰ اسب بخار می‌رسد که با راندمان خیره‌کننده ۹۷ درصد همراه است. وزن این موتور تنها ۲۱.۷ کیلوگرم است که حدود ۹.۵ کیلوگرم سبک‌تر از نسخه هایپرکار است و ابعادی تقریباً به‌اندازه یک قابلمه بزرگ دارد.

از سوی دیگر، شرکت آلمانی RED Aviation با تولید موتورهای دیزل مدرن با سوخت جت، جایگزینی کم‌مصرف برای موتورهای پیستونی سنتی ارائه کرده است. این شرکت قصد دارد موتورهای خود را برای کاربردهای مختلف از جت‌های منطقه‌ای تا هواپیماهای پهن‌پیکر بهینه کند و در آینده مدل‌های هشت، شش و چهار سیلندر با خروجی‌های بین ۱۸۸ تا ۳۷۵ اسب بخار نیز عرضه خواهد کرد. موتور دوازده سیلندر A03 این شرکت، از دو ردیف سیلندر ۸۰ درجه تشکیل شده که به‌صورت مستقل عمل می‌کنند تا در صورت بروز نقص فنی در یک سمت، ایمنی پرواز حفظ شود. این موتور از توربوشارژرهای دومرحله‌ای بهره می‌برد، می‌تواند تا ارتفاع ۱۵ هزار متری عملکرد خود را حفظ کند، ۵۱۰ اسب بخار قدرت تولید کرده و تنها حدود ۳۵۰ کیلوگرم وزن دارد.

یکی از ویژگی‌های بارز این موتور، صدای بسیار کم آن است که در فاصله ۵۰ متری تنها ۷۵ دسی‌بل سروصدا تولید می‌کند که کمتر از نصف صدای توربین‌های معمولی است. موتور دیزل و ژنراتور الکتریکی از طریق یک گیربکس سیاره‌ای با ضریب ۵.۴ به هم متصل شده‌اند که سرعت ژنراتور را افزایش می‌دهد. کل این مجموعه ۳۵۰ کیلوگرمی، خروجی برقی ارائه می‌دهد که معمولاً توسط سیستم‌های صنعتی یا دریایی دو تنی تولید می‌شود. این یعنی بهینه‌سازی بسیار دقیق برای اهداف وزنی هوافضا انجام شده است. طبق اعلام هلیکس، این سیستم سه برابر بیشتر از کارآمدترین واحد قدرت کمکی فعلی در بازار، یعنی هانی‌ول HGT1700 که روی ایرباس A350 نصب شده چگالی قدرت دارد.

ژنراتور جدید در مقایسه با واحدهای قدرت کمکی توربینی مشابه، مصرف سوخت و درنتیجه انتشار دی‌اکسید کربن را حدود ۵۰ درصد کاهش می‌دهد. اگرچه قیمت نهایی این سیستم هنوز اعلام نشده اما با توجه به اینکه قیمت مدل‌های پایه موتور RED A03 به‌تنهایی حدود ۱۷۰ هزار دلار گزارش شده، باید انتظار قیمت‌های بسیار نجومی برای کل این پکیج هیبریدی را داشت. بااین‌حال، استفاده از چنین تکنولوژی سطح بالایی در پروازهای الکتریکی، اطمینان از ایمنی در هنگام فرود را به‌شدت بالا می‌برد و نویدبخش آینده‌ای ایمن‌تر برای هوانوردی است.