Revolučný prúdový motor bude výrazne lacnejší, výkonnejšá a čistejší

Spoločnosť Astro Mechanica, ktorú v roku 2021 založil Ian Brooke a ktorá má len osem zamestnancov, je letecký startup vyvíjajúci tzv. turboelektrický adaptívny motor na podzvukové aj nadzvukové lety – a s technológiou motora pre elektromobily. Turboelektrický adaptívny motor je navrhnutý tak, aby sa správal ako prúdový alebo turboventilátorový motor v jednom celku.

Keďže motor je rozdelený na dve časti, pričom turbogenerátor poháňa elektromotor na výrobu elektrickej energie na pohon druhej súpravy elektromotorov, ktoré nezávisle poháňajú kompresor a turbodúchadlo, motor môže meniť množstvo stláčaného vzduchu, a teda aj objem stlačeného vzduchu, ktorý je k dispozícii na spaľovanie.

Môže to znieť komplikovane, ale v skutočnosti je to celkom geniálne, rozdeliť komponenty ventilátora a kompresora a mechanicky poháňať kompresor nezávisle pomocou vysokovýkonných elektromotorov podobných tým, ktoré sa dnes používajú na trhu elektrických vozidiel. Spoločnosť Astro Mechanica už úspešne vykonala prvú skúšku motora Gen3. Tradičné prúdové motory, aké možno vidieť v stíhacích lietadlách, využívajú výfukové plyny na roztočenie ventilátora kompresora, ktorý nasáva vzduch.

Viac výfukových plynov sa rovná väčšej rýchlosti. Prúdový motor je účinný pri vysokých nadzvukových rýchlostiach, pri nízkych však až tak nie. Snaží sa stlačiť dostatok vzduchu na účinné spaľovanie a plytvá značným množstvom paliva. Napríklad nadzvukové komerčné osobné lietadlo Concorde bolo známe svojou palivovou neefektívnosťou. Hovorilo sa, že spotrebuje okolo 2 ton (2372 litrov) paliva len na rolovanie od brány na pristávaciu dráhu.

Naproti tomu turboventilátorový motor je navrhnutý tak, aby poháňal lietadlo dopredu obrovským množstvom vzduchu. Pri nižších podzvukových rýchlostiach to robí celkom dobre. Pri vyšších rýchlostiach však vzniká aerodynamický odpor spôsobený veľkými ventilátormi, ktoré nie sú optimalizované na let vysokou rýchlosťpu, čo spôsobuje problémy s účinnosťou a prevádzkyschopnosťou.

Motor Astro Mechanica pracuje v troch rôznych režimoch:

• Režim 1 využíva elektromotor na roztáčanie „blisku“ (kotúča s lopatkami, ktorý si spoločnosť vyrába vo vlastnej réžii a ktorý funguje ako kompresor/turboventilátor namiesto tradičných lopatiek ventilátora) bez aktívneho spaľovania, je ideálny na efektívne pozemné operácie a podzvukový let.
• V režime 2 sa využíva turbovrtuľové spaľovanie, ktoré poháňa lietadlo rýchlosťou vyššou ako rýchlosť zvuku, zatiaľ čo elektromotor poháňa kompresor na potrebné otáčky, aby motor dodával dostatok vzduchu, nespolieha sa teda na výfukové plyny ako tradičný prúdový motor.
• Režim 3 je konfigurácia podobná náporovému (ramjetovému) motoru bez pohyblivých častí, ktorá umožňuje motoru potenciálne dosiahnuť rýchlosť Mach 3 alebo vyššiu len pomocou efektu ramjetového tlaku, pri ktorom rýchlosť lietadla núti obrovské množstvo vzduchu do vstupného otvoru, čím sa zabezpečí dostatočná kompresia na spaľovanie.

Brooke predpokladá, že Concorde by mal o 61 % väčší dolet, keby bol vybavený turboelektrickým adaptívnym motorom Astro Mechanica. Menší prototypový motor Gen1 už demonštroval rýchlosť 900 m/s (3240 km/h alebo približne Mach 3). Zatiaľ čo motor v Boeingu 737 MAX stojí približne 14 miliónov USD, Astro Mechanica tvrdí, že jej turboelektrické adaptívne motory by boli výrazne lacnejšie, boli by schopné nadzvukovej rýchlosti, mali by menej pohyblivých častí a pravdepodobne by boli lacnejšie na údržbu.

Motory sú navyše konštruované na skvapalnený zemný plyn (LNG), čo je desatina ceny tradičného leteckého paliva, pričom ponúka viac energie na jednotku hmotnosti a pri jeho spaľovaní vzniká o 30 % menej CO₂. Môžu však fungovať aj na syntetický metán.

V blízkej budúcnosti má Brooke v úmysle postaviť experimentálne lietadlo poháňané štyrmi turboelektrickými adaptívnymi prúdovými motormi Astro Mechanica a dvoma motormi GE CT7, ktoré bude lietať bez medzipristátia nadzvukovou rýchlosťou zo San Francisca do Tokia a zbierať údaje.

Zdroj: newatlas.com.

^{Zdroj Foto: Astro Mechanica}