Hibrid-Elektrik İtki

(European Aeronautic Defence and Space Company EADS N. V. (Avrupa Havacılık Savunma ve Uzay A.Ş. anlamına gelen, çok uluslu bir Avrupa şirketidir. Hollanda’da kayıtlı şirket dünya çapında bir savunma ve askeri yüklenicidir.)

Üreticiler ve araştırmacılar, uçaklar için elektrikli tahrik (itki) geliştirmenin yolunun küçük uçaklardan başlamak olduğunda anlaşmış gibi görünüyorlar. Fakat gelişen teknolojinin hızı ile elektrikli uçak çok uzun süre küçük kalmayabilir.

2010 yılının Eylül ayında, EADS IW ve Aero kompozitler Saintonge (ACS), yaklaşık 171 kg’lık tek kişilik bir uçak uçurdu. Cri-Cri adlı uçak, iki adet 9-hp pistonlu motorları yerine dört adet elektrik motoru ile modifiye edilmişti. Aynı yılın sonuna kadar EADS IW ve ACS, E-Fan’ı, elektrik çıkışlı pervaneleri ve iki kişilik eğitim uçağı olarak uçmayı planladılar.

Cri-Cri ve E-Fan pille çalışıyordu, ancak Haziran 2011′de EADS, Siemens ve Diamond Aircraft ile birlikte DA36 E-Star adlı hava aracını uçurmak için bir takım oluşturdular. DA36, hibrid elektrikli tahrik sistemini test etmek için, HK36 Super Dimona adlı motorlu planörün bir modifiyesiydi. Bir yıl sonra, 2012 Haziran ayında, kurulan bu takım, 80 KW’lık (107 hp) küçük bir Wankel motoru, jeneratör ve pillerden oluşan seri-hibrid tahrik sistemi ile geliştirilmiş E-Star 2′yi uçurdu.

E-Fan ve E-Star, EADS’de havacılıkta karbon dioksit emisyonlarının azaltılması için farklı yaklaşımlar kapsamında “E-uçak” araştırma projeleri arasında yer almaktadır.

E-Thrust konseptinde bir başka çalışma da, Rolls-Royce tarafından ağırlığı ve sürüklemeyi azaltmak maksadıyla ticari bir uçağın kanatlarına entegre edilmiş, altı adet elektrikli fanın itki sistemi içine dağıtılmasıdır.

EADS ve Siemens aynı zamanda Ottobrun yakınlarındaki Ludwig Boelkow Kampüsü’nde PowerLab kurmak için Münih Teknik Üniversitesi ile ortaklık kurmuştur. Bu dört yıllık proje hafif, yüksek verimli jeneratörler ve 300-600-kw sınıfında motorlar geliştirmek ve test etmek için ayrılmıştır. PowerLab proje başkanı Peter Jankers bu projenin gerçek havacılığa girmek için de iyi bir seviye olduğunu söylemekte ve 300-kw’lık bir motordan 600-kw’lık dört motora sahip bir gösteri uçağını kolayca megavat sınıfına alabiliriz demektedir.

Avrupa’da Havacılık Araştırma ve Yenilik Danışma Konseyi tarafından hazırlanan Avrupa Komisyonu’nun Flightpath 2050 raporunda, ortaya konulan çevresel hedeflerini desteklemek için yenilikçi tahrik (itki) sistemleri üzerinde çalışmak EADS’nin araştırmalarının bir parçasıdır. Bu raporun hedefi; 2050 yılına kadar 2000 yılı seviyeleri ile karşılaştırıldığında CO2 emisyonlarının %75’e, azot oksitlerin %90’a, gürültünün ise %65’e kadar azaltılmasıdır.

İlk elektrikli akrobasi uçağı Cri-Cri küçüktür, ancak EADS, tandem-koltuğu ile E-Fan’ın olgunlaştığını düşünüyor ve pratik bir genel havacılık eğitmeni olarak pazarlanabilir olduğuna inanıyor. Kanatlardaki iki pil paketi tarafından sağlanan enerji ile elektrikle çalışan muhafazalı pervaneler 340 libre civarında toplam statik itme sağlamaktadır. Merkeze monte ana iniş takımı da motorları kullanmadan taksi yapmak ve kalkışta ivmeyi artırmak için elektriklidir.

E-Star-2 de daha yakın zamanda pazarlanabilir diğer bir üründür. Onun Seri-hibrid aktarma organları, Siemens tarafından yapılmış, daha kompakt bir elektrik motoru ve Austro Motor ve EADS IW tarafından hazırlanmış kanatlarda pil paketleri küçük bir Wankel jeneratörü vardır. Uçağın boş ağırlığı yaklaşık 100 kg (220 libre) azalmıştır. Motor, şanzıman ve kontrol elektroniği dahil olmak üzere 13 kg ağırlığındadır ve sürekli 65 kw üreterek jeneratör devresi dışında çalışır. Bu kalkış ve tırmanış için 80 KW için piller ile artırılır. Yanmalı motorlar güç üretmek ve pilleri şarj etmek için sabit bir 30 kw ile çalışır. Siemens serisi hibrid gücün, küçük uçaklarda yakında yer edeceğine ve büyütülerek 50-100 koltuklu ticari uçaklarda emisyonu %25 azaltacağına inanıyor.

Bu arada, PowerLab projesi, E-Star 2 motorunda kilogram başına 10 kw güç yoğunlukları ile elektrik jeneratörleri ve motorları geliştirilmesini hedefliyor. Jankers böyle bir yoğunluğun yakın zamanda uçmak için oldukça makul megavatlık güç sistemi sınıfında olacağını ifade ediyor. Bu yaz başlayan PowerLab projesi elektriği sistem içinde emniyetli olarak nasıl üretip çevireceğini dağıtacağını tamponlayacağını ve saklayacağını iki farklı elektrik makinesini (hızlı dönen, yüksek verimli jeneratörler ve düşük rpm, yüksek tork motorları) entegre edebileceğini araştırıyor.

Bay Jankers, bu projenin Boelkow Kampüsünde konuşlandırılan uçak hibrid tahrik uzmanlığı topluluğu ile elektrikli uçuş için temel bir yapı teşkil etmek üzere, detaylı tasarım çalışmaları ve elektrikli itki üzerine laboratuvar gösterilerini kapsayarak süreceğini ifade etmektedir. Jankers “PowerLab elektrik bölümü, elektrikli teknolojik olarak hibrid güç hedef alınmasına rağmen özellikle batarya hücrelerinin ve, makinelerin daha akıllı bir şekilde nasıl kullanılacağına ve yönetileceğine ve bunların limitlerini anlamaya ve sistemi nasıl koruyacaklarına odaklanmıştır”, “Teknolojiyi anlamaya ve eksiklerin nerelerde olduğunu görmeye ihtiyacımız var” diyor.
EADS, Siemens Plot Way To Hybrid-Electric Propulsion
By Graham Warwick
Source: Aviation Week & Space Technology

Yazar: Graham Warwick
Çeviren: Gökhan KARAKUŞ
Kaynak: Aviation Week & Space Technology
Teknoloji: EADS INNOVATION WORKS (EADS IW)