Компания Electra, разработчик гибридных самолетов, представила новую концепцию турбоэлектрического пассажирского самолета, которая может повысить экологичность коммерческой авиации после 2050 года. Он сочетает в себе характерный двух купольный фюзеляж и распределенную электрическую силовую установку, обеспечивая значительное повышение эффективности при сохранении совместимости с существующими эксплуатационными операциями авиакомпаний.

Компания Electra разработала эту концепцию в рамках программы НАСА «Передовые концепции самолетов для экологической устойчивости (AACES) 2050», в рамках которой изучаются технологии, способные повлиять на коммерческую авиацию в 2040-х годах и в последующие годы.

По данным компании Electra, данная конструкция может обеспечить повышение эффективности до 17%, что превзойдет ожидаемые результаты от усовершенствования конструкций, двигателей и аэродинамики к середине века.

Самолет, рассчитанный на перевозку более 100 пассажиров, имеет широкий «двойной выпуклый» несущий фюзеляж, позволяющий самому фюзеляжу создавать большую подъемную силу. Два турбовентиляторных двигателя под крылом обеспечивают как тягу, так и электрическую энергию для пары электрических вентиляторов, установленных в хвостовом оперении.

В этих вентиляторах используется технология, известная как «захват пограничного слоя», которая затягивает медленно движущийся воздух, обтекающий фюзеляж, и подпитывает его энергией для повышения общей эффективности.

«Ценность электрификации в этой концепции заключается в том, что она позволяет нам разместить силовую установку там, где раньше это было невозможно, но где она приносит наибольшую пользу», — сказал доктор Паркер Васик, директор по стратегии продукта компании Electra. «Мы можем радикально улучшить взаимодействие планера и силовой установки, сохраняя при этом возможность эксплуатации самолета в реальных условиях авиакомпаний и аэропортов. Цель состоит не просто в повышении эффективности на бумаге, а в создании концепций, которые мы сможем реально построить, сертифицировать и использовать».

Проект компании Electra будет соответствовать существующим размерам выходов на посадку в аэропортах и не потребует существенных изменений в процедуре посадки в самолет. 

Самолёт будет использовать обычное реактивное топливо или экологически чистое авиационное топливо (ЭАГ), что позволит избежать необходимости в системах заправки в аэропортах или в альтернативных видах топлива, которые ещё не достигли коммерческой зрелости.

Компания Electra заявила, что такая конфигурация также позволит создать салон с двумя проходами в категории узкофюзеляжных самолетов, что потенциально повысит комфорт пассажиров и ускорит посадку и высадку.

Руководителем программы был доктор Алехандра Уранга, главный инженер Electra по исследованиям и перспективным концепциям. До прихода в Electra Уранга совместно с НАСА руководила работами в Массачусетском технологическом институте, направленными на развитие первоначальной концепции самолета с двойным куполом и конструкции самолета D8.

«Эта концепция основана на многолетних исследованиях того, как форма фюзеляжа и расположение силовой установки могут взаимодействовать для повышения эффективности самолета», — сказал Уранга. «Новое заключается в возможности использования электрификации и распределенной силовой установки для более глубокой интеграции этих систем. Проектирование самолета как единой системы имеет решающее значение для реализации всего потенциала будущих коммерческих самолетов».

В рамках проекта AACES компания Electra подготовила 11 технических статей, в которых документированы методы и результаты исследования.

Компания также внедрила открытую междисциплинарную платформу проектирования Aviary от NASA и разработала комплексное программное обеспечение для проектирования электрифицированных самолетов, предназначенное для общественного использования в целях поддержки более широких исследований в области авиации.

В проекте участвовали компании American Airlines, Honeywell Aerospace, Lockheed Martin Skunk Works, Hinetics, кафедра аэронавтики и космонавтики Массачусетского технологического института, кафедра аэрокосмической инженерии Мичиганского университета и лаборатория авиационных систем Калифорнийского университета в Ирвайне.

Генеральный директор Electra Марк Аллен заявил, что компания рассматривает электрические двигатели как начало «третьей эры авиации».

«С помощью AACES НАСА подталкивает отрасль к смелому мышлению, к использованию наших инновационных двигательных технологий для расширения проектных горизонтов в сфере коммерческой авиации следующего поколения», — сказал Аллен. «Третья эра авиации принесет радикальные изменения в то, как люди и места взаимодействуют, будь то самолеты, поступающие в эксплуатацию в этом десятилетии, будущие региональные платформы или коммерческие перевозки к середине века».

Васик добавил, что для вывода подобных концепций на рынок потребуются масштабные демонстрации технологий при поддержке НАСА.

«Промышленность не сможет самостоятельно довести эту концепцию до зрелости к 2050 году, — сказал он. — Для этого потребуется ускоренная НАСА технологическая инициатива — в виде двухкамерного экспериментального самолета, много мегаваттного интегрированного генератора и системы распределения электроэнергии киловольтного класса — чтобы довести эти возможности до зрелости к 2035 году и подготовить промышленность к их вводу в эксплуатацию к 2050 году».