جت تجاری هیدروژنی: نوآوری فرانسوی برای کاهش ردپای کربن صنعت هوانوردی

شرکت بیاند آئرو (Beyond Aero)، استارتاپ هوافضای فرانسوی، بررسی طراحی مقدماتی جت تجاری BYA-I خود را با موفقیت پشت سر گذاشت و این هواپیما گامی مهم به دریافت گواهینامه برای ورود به بازار نزدیک‌تر شد.

جت تجاری BYA-I از موتورهای هیدروژنی بهره می‌برد که با استفاده از واکنش شیمیایی هیدروژن و اکسیژن، انرژی مورد نیاز برای پرواز را تولید می‌کنند. این فناوری برخلاف موتورهای احتراقی سنتی، تنها آب را به عنوان محصول جانبی تولید می‌کند و هیچ‌گونه گاز گلخانه‌ای یا آلاینده مضر دیگری ندارد.

هیدروژن به‌عنوان پاک‌ترین سوخت شناخته می‌شود؛ زیرا هنگام احتراق، فقط آب تولید می‌کند. این موضوع به کاهش چشمگیر اثرات زیست‌محیطی پروازها کمک شایانی خواهد کرد. علاوه‌براین، استفاده از سلول‌های سوختی هیدروژنی در مقایسه با موتورهای توربین گازی معمولی، صدای بسیار کمتری تولید می‌کند که می‌تواند تجربه سفر هوایی را برای مسافران بهبود بخشد.

با وجود مزایای فراوان، استفاده از هیدروژن در صنعت هوانوردی با چالش‌هایی نیز همراه است. مهم‌ترین این چالش‌ها عبارت‌اند از:

• زیرساخت تامین سوخت: در حال حاضر، زیرساخت اقتصادی و توزیعی کافی برای تولید و تامین هیدروژن به میزان مورد نیاز صنعت هواپیمایی وجود ندارد.
• انرژی کم هیدروژن: هیدروژن در مقایسه با سوخت‌های فسیلی، انرژی کمتری را در حجم یکسان ذخیره می‌کند؛ بنابراین برای دستیابی به برد پروازی مشابه، به مقدار بیشتری از آن نیاز است.
• نگهداری و حمل‌ونقل هیدروژن: نگهداری هیدروژن مایع بسیار دشوار و پرهزینه و نیازمند تجهیزات تخصصی و مخازن عایق‌بندی‌شده است.

بیاند آئرو با هدف حل این مشکلات، رویکردی نوآورانه در طراحی BYA-I اتخاذ کرده است. به جای استفاده از هیدروژن مایع، این شرکت تصمیم گرفته از هیدروژن گازی تحت فشار بالا (۷۰۰ اتمسفر) استفاده کند. استفاده از هیدروژن گازی مزایایی دارد:

• بهره‌گیری از فناوری‌های موجود: در این روش می‌توان از فناوری‌های موجود برای ذخیره‌سازی و حمل‌ونقل هیدروژن تحت فشار استفاده کرد که هزینه‌ها را کاهش می‌دهد.
• ساده‌سازی فرآیند نگهداری: مدیریت حرارتی در سیستم‌های هیدروژن گازی بسیار ساده‌تر است و نیازی به مخازن دوجداره سنگین و پیچیده نیست.

گفتنی است استفاده از هیدروژن گازی نیز با مشکلاتی همراه است. برای ذخیره‌سازی مقدار کافی سوخت، نیاز به مخازن فیبر کربنی تحت فشار بسیار بزرگ و سنگینی است که می‌تواند وزن هواپیما را افزایش دهد و عملکرد آن را در فرودگاه‌های مرتفع و مناطق گرم کاهش دهد.

جت تجاری BYA-I برای پروازهای کوتاه‌برد با حداکثر برد ۹۲۰ کیلومتر طراحی شده است. این هواپیما قادر است با سرعت ۵۵۶ کیلومتر در ساعت پرواز کند و حداکثر ۸ مسافر به همراه ۲ نفر خدمه را حمل کند. وزن خالص هواپیما ۹۶۰۰ کیلوگرم است.

جت BYA-I از شش سلول سوختی ۴۰۰ کیلوواتی برای تامین انرژی موتورهای توربوفن استفاده می‌کند. شرکت سازنده ادعا می‌کند که پیکربندی افزونه‌ای این سلول‌ها، قابلیت اطمینان سیستم را در حد قابل رقابت با موتورهای سنتی ارتقا می‌دهد.

علاوه بر کاهش آلودگی هوا، سیستم پیشرانه بدون آلاینده‌ی جت تجاری BYA-I مزایای دیگری نیز به همراه دارد. با حذف انتشار گازهای گلخانه‌ای، این هواپیما از پرداخت مالیات‌های کربن معاف خواهد شد. همچنین، با توجه به افزایش نگرانی‌های عمومی در مورد اثرات زیست‌محیطی پروازها، BYA-I می‌تواند جایگزینی جذاب برای هواپیماهای سنتی باشد و از قوانین سخت‌گیرانه‌ای که ممکن است در آینده برای کاهش آلودگی وضع شوند، مصون بماند.

بیاند آئرو در حال حاضر برای دریافت گواهینامه‌ی CS-25/Part 25 از آژانس ایمنی هوانوردی اروپا (EASA) و اداره هوانوردی فدرال آمریکا (FAA) تلاش می‌کند. این گواهینامه، بالاترین استاندارد ایمنی در صنعت هوانوردی است و معمولاً برای هواپیماهای بزرگ مسافربری صادر می‌شود.

لوییز اولیویرا، مهندس ارشد بیاند آئرو، با ابراز اطمینان از موفقیت پروژه می‌گوید: «بررسی طراحی مقدماتی تایید می‌کند که پیکربندی هواپیما و سیستم‌های اصلی آن یعنی پیشرانه، ذخیره‌سازی هیدروژن، آیرودینامیک و آویونیک، به سطح بلوغ مورد نیاز برای دریافت گواهینامه رسیده‌اند.»

با تکمیل این مرحله مهم، برنامه وارد فاز طراحی دقیق و تایید سیستم‌های یکپارچه‌ی هواپیما شده است. بیاند آئرو امیدوار است در سال ۲۰۳۰ بتواند اولین جت تجاری هیدروژنی خود را به بازار عرضه کند.