هواپیماهای هیبریدی

در طیف وسیع هواپیماهای الکتریکی، نوعی از هواپیما تحت نام هواپیماهای هیبریدی وجود دارد. در واقع اگر تاریخچه حضور هواپیمای الکتریکی یا برقی را مرتبط با قرن نوزده و بیست بدانیم، هواپیمای هیبریدی نتیجه ای است که در قرن بیستم پدیدار شده است.

از سال 2018 پیش بینی هایی در رابطه با توسعه هواپیمای هیبریدی تا سال 2032 وجود داشته است. به طوری که ممکن است این هواپیماها، جای سایر وسایل نقلیه هوایی را بگیرند. بر اساس گزارشات روز به روزی که در جهان تکنولوژی و فناوری رخ می دهد، آینده پرواز به واسطه برق، در دست شرکت های تولیده کننده هواپیمای الکتریکی در نوع هیبریدی است.

در این بخش ما قصد داریم کمی جزئی نگرانه تر به بررسی هواپیمای الکتریکی هیبریدی بپردازیم. اشتیاق پرواز به آسمان نمی تواند کسی را از خواندن این مقاله باز بدارد. پس همراه ما باشید.

هواپیماهای هیبریدی و ایرباس

تاریخچه هواپیماهای هیبریدی

همانطور که در ابتدا اشاره شد، هواپیمای هیبریدی محصول کاوش های مرتبط با هواپیمای برقی در قرن بیست و یکم است. در حقیقت هر زمان که صحبت از مفهوم مافوق صوت با نیروی محرکه الکتریکی بالا می شود، هواپیمای هیبریدی از نوع بوئینگ، آمده است که همه چیز را به نام خود بنویسد.

ستاره ای به نام دیاموند DA36 اولین هواپیمای الکتریکی هیبریدی است که در سال 2011 به پرواز درآمد و توانست رکوردهای جالبی از خود به جای بگذارد.

کاهش مصرف سوخت، تولید گازهای گلخانه ای تا سقف حداکثر 25 درصد، مقیاس پذیری منحصر به فرد از لحاظ سازش با تکنولوژی و حمل 100 نفر مسافر، از جمله دستاورد های ستاره بوئینگ محسوب می شود.

دیاموند DA36 به عنوان پرچمدار اولین هواپیماهای هیبریدی با استفاده از یک موتور کوچک 100 کیلوگرمی با توان 40 اسب بخار برابر با 30 کیلو وات، توانست تمام موارد بالا را از آن خود کند.

بعدها پروژه دیاموند، به عنوان یک پروژه صفر، توانست با یک موتور الکتریکی 70 کیلووات با 94 اسب بخار، عنوان هواپیمای هیبریدی- الکتریکی را به خود اختصاص دهد.

از سال 2011 تاکنون انواع مختلفی از ارتقای های منحصر به فرد در هواپیمای الکتریکی از نوع هیبریدی صورت گرفته است. در سال 2011، ناسا و کمپانی گوگل برای برگزاری یک مسابقه در کالیفرنیا از طرح هواپیمای هیبریدی حمایت کردند. در این مسابقه یک هواپیمای گازی- الکتریکی از نوع ترکیبی و دو هواپیمای برقی، توانستند مقام های برتر را کسب کنند. این حمایت ها تا همکاری با رولز رویس نیز ادامه داشته است که در سال 2021 استارت آن زده شد.

هواپیماهای هیبریدی و تاریخچه

برنامه های ویژه موجود در هواپیماهای هیبریدی

در مسیر تاریخ و به زعم همکاری های گوناگونی که برای ساخت هواپیمای هیبریدی در قرن بیست و یکم صورت گرفته است، این نوع از هواپیماهای الکتریکی، شاهد گزینه های اضافه شده متفاوتی بوده اند.

برخی از موارد استفاده شده به عنوان برنامه ویژه کاربری هواپیمای هیبردی- الکتریکی به شرح زیر است:

  • سلول سختی هیدروژن
  • مدل سازی و کنترل
  • سیستم مدیریت باتری
  • سیستم میکرو شبکه و تولید برق

در ادامه به توضیح هرکدام از این ویژگی ها خواهیم پرداخت.

سلول سختی هیدروژن

با توسعه پیشرانه هیبریدی با سلول های سوختی هیدروژن ترکیبی با برق و احتراق معمولی به شکل موازی، توسعه هواپیماهای هیبریدی دارای نتایج جالبی بوده است.

بر اساس مدل سازی های مرتبط با فناوری موجود در هواپیمای هیبریدی، شرایط ویژه ای برای اندازه گیری دما در این هواپیماها شکل گرفته است. در واقع سلول خورشیدی هیدروژنی، منبعی برای سوخت ترکیبی است که به کمک پیشرانه های برقی هواپیمای هیبریدی می آید. این سلول ها، قابلیت برنامه ریزی های مرتبط با دما را نیز به خود اختصاص داده اند.

مدل سازی و کنترل

هواپیماهای هیبریدی سوای از بررسی های دقیق در محل گاراژ یا محل فرود خود در فرودگاه های عمومی یا غیر عمومی، قابلیت این را دارند که توسط یک سیستم شبیه ساز مورد بررسی قرار گیرند. در واقع سیستم شبیه ساز بر اساس مدل سازی هایی که در آن صورت گرفته است، می تواند جریان ها و ارتباطات بین اجزای متعدد داخل هواپیما را بررسی کند.

بررسی آسان تحت یک نمایشگر، توسعه ای است که در مراحل اجرایی و استفاده از هواپیما، می تواند موجب صرفه جویی در زمان و کنترل دقیق سلامت این وسیله نقلیه شود.

سیستم مدیریت باتری

BMS یا سیستم مدیریت باتری، یک وضعیت اتوماتیک است که به عنوان میکرو شبکه و سیستم الکترونیکی قدرت، در هواپیماهای هیبریدی تعبیه شده است. در واقع با استفاده از سیستم مدیریت باتری می توان آزمایش‌های سخت‌ افزاری را بدون نیاز به لوازم جانبی خارجی انجام داد.

همچنین امکان بررسی وضعیت سلامت شارژ با استفاده از روش تقلید از سلول های جداگانه در سیستم برقی هواپیمای هیبریدی وجود دارد.

شبیه‌ سازی کارکرد باتری، اندازه گیری دما و اندازه گیری میزان شارژ باتری از موارد سطحی سیستم مدیریت باتری محسوب می شود.

سیستم میکرو شبکه و تولید برق

سیستم میکرو شبکه و تولید برق در هواپیماهای هیبریدی به گونه ای است که می توان آزمایش های سخت افزاری در آن را با قابلیت اطمینان بالا انجام داد.

نرخ نمونه برداری در رابطه با فرکانس های بالا در سیستم میکرو شبکه و تولید برق هواپیمای هیبریدی برابر با یک گیگابایت در ثانیه است که در واقع سلامت سیستم برق را تایید می کند. برای چگونگی تاثیر نرخ نمونه برداری در سیستم میکرو شبکه هواپیمای الکتریکی- هیبریدی، با کنترل دامنه مدل شده، می توان شرایط خطا در حالت فیزیکی یا حالت واقعی را اندازه گیری کرد.

در واقع سیستم های موجود در هواپیمای هیبریدی نسل جدید، سیستم هایی شبیه سازی شده هستند که با بررسی و در نظر داشتن ضرایب خطای احتمالی، می توانند سلامت و کارایی وسیله را بررسی کنند.

هواپیماهای هیبریدی و مکانیزم

هواپیمای هیبریدی به عنوان هواپیمای کامل

علاوه بر برنامه های ویژه موجود در هواپیماهای هیبریدی بد نیست در رابطه با موارد اصلی آن هم بدانیم. این هواپیماها دارای یکی سیستم پیشرانه الکتریکی یکپارچه هستند. این سیستم یکپارچه شامل موتورها، کنترل کننده ها، انتقال قدرت و خنک کننده ها می شود.

در واقع سیستم اصلی با ترکیب رایانه های مجهز، توانسته است نسلی جدید از هواپیماهای سبک و کارآمد را بیافریند.

وجود توربو ژنراتورها در کنار سایر قطعات اصلی، کمک کننده هایی هستند که باعث می شوند در وهله اول به سبب برقی بودن موتور، از خطرات احتمالی پیشگیری شود و علاوه بر این، به نیروی موتور اصلی نیز اضافه می کنند.

هواپیماهای هیبریدی به عنوان وسیله ای کامل

و در آخر..

هواپیماهای هیبریدی به عنوان منحصر به فرد ترین هواپیماهای الکتریکی در قرن 21 شناخته شده اند. این هواپیماها در تعاریف عامیانه به عنوان هواپیمای ترکیبی نیز شناخته می شوند. در برخی از مواقع نیز اشاره به ترکیبی بودن این هواپیماها، مرتبط با عبارت الکتریکی- هیبریدی است.

در حال حاضر هواپیمای هیبریدی در نوع منحصر به فرد خود در سال 2021، توسط همکاری مشترک با رولز رویس و چند شرکت دیگر، قرار است آسمان را تا سال 2032 تسخیر کنند. از نکات حائز اهمیت در رابطه با هواپیمای هیبریدی، وجود سیستم های الکتریکی و شبیه سازهای رایانه ای در این وسیله نقلیه هوایی است که به نوعی هم برای کاربران و هم برای محیط زیست مفید تلقی می شود.

به طور خلاصه، هواپیمای هیبریدی-الکتریکی را به عنوان آینده پرواز، باید سازگارترین از لحاظ عدم آلودگی محیط زیست معرفی کرد.

منبع: speedgoat   aerospace

1 دیدگاه دربارهٔ «هواپیماهای هیبریدی»

دیدگاه‌ خود را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

اسکرول به بالا