ناسا ساخت اولین موتور هواپیمای هیبریدی ملایم جهان را آغاز می‌کند
به گزارش مجله ماشین، با وجود اینکه صنعت هوانوردی بیش از یک قرن قدمت دارد و طراحی موتورها دائما در حال پیشرفت است، تنها در سال‌های اخیر است که تمرکز این صنعت بر بهبود مصرف سوخت و کاهش اثرات مخرب زیست‌محیطی این قطعات معطوف شده است.
شرکت‌های بزرگ فعال در این صنعت برای دستیابی به این هدف چندین راه در پیش دارند، اما رویکرد ناسا کاملاً متفاوت است.
این سازمان قصد دارد هسته موتور را کوچک‌تر کند و در عین حال قدرت رانش (پیش‌رانش) را ثابت نگه دارد. این کار سختی است، اما ناسا در حال رسیدن به آن است.
هسته یکی از مهم‌ترین اجزای موتور است. در آنجا هوای فشرده با سوخت مخلوط می‌شود و با مشتعل شدن، باعث حرکت رو به جلوی هواپیما می‌شود.
همچنین همین بخش است که می‌تواند منجر به صرفه‌جویی قابل توجهی در مصرف سوخت شود.
بهترین راه برای صرفه‌جویی در سوخت، افزایش «نسبت بای‌پس» به میزان قابل توجهی بیشتر از موتورهای فعلی است.
نسبت بای‌پس عددی است که نشان می‌دهد چه مقدار هوا از هسته موتور برای احتراق استفاده می‌شود و چه مقدار از آن دور هسته حرکت کرده و به نیروی رانش تبدیل می‌شود.
در زمان نگارش این متن، هواپیمایی با بهترین نسبت بای‌پس، بوئینگ ۷۸۷ دریم‌لاینر است که به رقم قابل توجه ۹ می‌رسد. به عبارت دیگر، این هواپیما ۹ برابر بیشتر از مقدار هوایی که اجازه ورود به هسته برای احتراق را می‌دهد، به هوا اجازه می‌دهد تا دور هسته حرکت کند و به نیروی رانش تبدیل شود.
ناسا قصد دارد این نسبت را بسیار بیشتر، تا ۱۵، افزایش دهد. این کار به معنای نیاز به سوخت کمتر برای کارکرد هواپیما، حفظ همان سطح رانش و در نتیجه رضایت همگان خواهد بود.
راه‌های مختلفی برای افزایش نسبت بای‌پس وجود دارد، از جمله افزایش اندازه فن و در نتیجه، افزایش اندازه موتور. با این حال، رویکرد ناسا برعکس این است، زیرا آن‌ها به دنبال هسته موتور کوچک‌تر هستند.
بزرگ‌ترین چالش ناسا در مسیر ساخت HyTEC، یافتن مواد مناسب برای موتور بود.
همانطور که می‌بینید، هسته کوچک‌تر و حفظ همان سطح رانش به معنای فشار داخلی بیشتر و دمای بالاتر است. ابعاد سایر اجزا و حتی آیرودینامیک جدید نیز باید در نظر گرفته می‌شد.
ناسا برنامه HyTEC را در سال ۲۰۲۱ آغاز کرد و بخش اعظمی از کار انجام‌شده از آن زمان بر یافتن مواد مناسب متمرکز بود.
آن‌ها در نهایت به موادی مانند کامپوزیت‌های ماتریس سرامیکی رسیدند.
در اواخر سال ۲۰۲۳، سازمان فضایی آمریکا اعلام کرد که فاز ۱ برنامه HyTEC که برای انتخاب قطعات موتور در نظر گرفته شده بود، به پایان رسیده است.
فاز ۲ در همان زمان اعلام شد، اما چندین ماه طول کشید تا ناسا واقعاً این مرحله از برنامه را آغاز کند.
شروع رسمی فاز ۲ برنامه HyTEC هفته گذشته اعلام شد. اکنون مهندسان به طراحی واقعی موتور و ساخت آن می‌پردازند.
با این حال، مهم‌تر از همه این است که به زودی شاهد اولین آزمایش واقعی موتور خواهیم بود که با همکاری شرکت هوافضای جنرال الکتریک انجام می‌شود.
جزئیات این آزمایش به جز اینکه یک تست زمینی خواهد بود، به ما گفته نشده است. نتایج آن بسیار مهم است زیرا نشان می‌دهد که آیا چنین طراحی می‌تواند برای استفاده در دنیای واقعی مورد استفاده قرار گیرد یا خیر.
امید ناسا این است که برنامه HyTEC منجر به تولید نیروگاهی شود که بتواند نسبت به موتورهای امروزی با قدرت مشابه، ده درصد کاهش مصرف سوخت و همچنین کاهش آلایندگی داشته باشد.
مشخص نیست که این کاهش دقیقاً چقدر خواهد بود، اما با توجه به اینکه موتور برای سازگاری با سوخت‌های هواپیمایی پایدار (SAF) ساخته شده و همچنین برای هیبریدسازی مناسب خواهد بود، احتمالاً مقدار قابل توجهی خواهد بود.
ناسا موتور HyTEC را اولین موتور هواپیمای هیبریدی ملایم جهان می‌نامد و قصد دارد این امکان را فراهم کند که از آن برای تأمین انرژی سایر سیستم‌های موجود در هواپیما نیز استفاده شود.
این چیزی است که هم اکنون نیز اتفاق می‌اتفاق می‌افتد، زمانی که حدود پنج درصد از قدرت موتور برای این کار استفاده می‌شود (حداقل در دریم‌لاینر مذکور)، اما این سازمان امیدوار است که این عدد را حداقل به ۲۰ درصد افزایش دهد.
ناسا برنامه HyTEC را تحت عنوان «همکاری ملی پرواز پایدار» اجرا می‌کند و قصد دارد تا سال ۲۰۳۰ آن را برای استفاده صنعت آماده کند. اگر این اتفاق بیفتد، این طراحی موتور به اولین پیشرانه هیبریدی-برقی تبدیل خواهد شد که در هواپیماهای واقعی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
