Silnik nadprzewodzący – przyszłość lotnictwa prosto z Japonii
W październiku 2024 roku podczas Japan International Aerospace Expo oficjalnie rozpoczęła się współpraca badawcza pomiędzy Toshibą i Airbusem. Nie jest to przypadkowe partnerstwo, ponieważ każda z firm wnosi do projektu unikalne doświadczenie. Europejski koncern lotniczy od lat testuje alternatywne źródła napędu, podczas gdy japoński gigant może się pochwalić ponad pięćdziesięcioletnimi badaniami nad nadprzewodnictwem. Kyohei Shibata z Toshiby potwierdza zakres ich doświadczenia. Jak podkreśla, pracownicy jego firmy badają nadprzewodnictwo od ponad 50 lat. Podstawą całego przedsięwzięcia jest prototyp silnika o mocy 2 megawatów, który Toshiba opracowała w 2022 roku. Najbardziej imponującą cechą tej konstrukcji jest jej waga – dziesięciokrotnie niższa w porównaniu z konwencjonalnymi silnikami o podobnej mocy. W branży, gdzie każdy zaoszczędzony kilogram przekłada się na zasięg i ekonomikę lotu, to kolosalna różnica.
Czytaj też: Chińska pompa ciepła działa w ekstremalnej temperaturze. Przemysł czeka istne trzęsienie
Fumitoshi Mizutani z zespołu Toshiby wyjaśnia:
W 2022 roku udało nam się opracować prototyp silnika nadprzewodzącego, który jest zarówno lekki, jak i kompaktowy, ale wciąż zdolny do dostarczania wysokiej mocy 2 megawatów.
Cały system ma działać w oparciu o elektryczny układ napędowy. Ogniwa paliwowe zasilane wodorem generują energię elektryczną, która następnie napędza silniki nadprzewodzące poruszające śmigłami samolotu. Najbardziej pomysłowym elementem projektu jest sposób wykorzystania wodoru. Do zastosowań lotniczych musi on być przechowywany w stanie ciekłym w temperaturze minus 253 stopni Celsjusza. Jednocześnie technologie nadprzewodzące wymagają chłodzenia do temperatur kriogenicznych. Inżynierowie wpadli na genialny w swojej prostocie pomysł, aby ciekły wodór pełnił podwójną funkcję – zarówno paliwa dla ogniw, jak i czynnika chłodzącego dla silnika. To rozwiązanie eliminuje konieczność instalowania dodatkowego, ciężkiego systemu chłodzenia.
Czytaj też: Te złoża litu mogą uniezależnić USA od zagranicznych dostaw na całe dekady
Dalekosiężne ambicje inżynierów
Ambicje twórców sięgają jednak znacznie dalej niż tylko lotnictwo. Fumitoshi Mizutani nie ukrywa swoich planów, mówiąc o możliwości zastosowania w samolotach, ale i statkach, a nawet w pojazdach kosmicznych. Z drugiej strony, dostępność wodoru jest wciąż ograniczona oraz istnieją problemy związane z transportem i przechowywaniem. Patrząc realistycznie, przed nami jeszcze długa droga. Infrastruktura do produkcji i dystrybucji wodoru na masową skalę wciąż znajduje się w powijakach. Koszty opracowania i certyfikacji nowych technologii lotniczych są astronomiczne, a proces ten zwykle trwa wiele lat. Projekt Toshiby i Airbusa pokazuje, że najwięksi gracze zaczynają traktować wyzwania klimatyczne w lotnictwie na poważnie. Nawet jeśli do komercyjnego wdrożenia minie jeszcze dekada lub dwie, każdy krok w tym kierunku przybliża nas do przyszłości, w której podróże lotnicze nie będą obciążeniem dla planety.