Startup vesmírných technologií Astro Mechanica založil v roce 2021 Ian Brooke. S hrstkou zaměstnanců vyvíjejí pohon, který by se mohl stát klíčem k letům z ranveje na orbitu. Jde o pozoruhodný turboelektrický adaptivní pohon, který využívá technologii pokročilých elektrických automobilů a přitom obstojí jak v podzvukovém, tak i nadzvukovém provozu.
Turboelektrický adaptivní pohon je navržený tak, že může fungovat jako klasický proudový motor (turbojet) nebo turbodmychadlový motor (turbofan). Pohon společnosti Astro Mechanica tvoří dvě části. Jednu z nich představuje turbogenerátor, který pohání elektrický motor, co vyrábí elektřinu pro další elektrické motory, nezávisle pohánějící kompresor a turbodmychadlo. Nový pohon také může měnit objem stlačeného vzduchu, který je k dispozici pro spalování.
Zní to poněkud komplikovaně, ale ve skutečnosti jde o chytré řešení, které odděluje komponenty kompresoru a turbodmychadla a zajišťuje nezávislý pohon kompresoru výkonnými elektromotory, podobnými těm, co využívají dnešní elektromobily. Letos 11. října (2024) Astro Mechanica úspěšně zvládla zážehový test motoru Gen3, který se dostal až na 30 procent výkonu.
Tradiční proudové pohony (turbojet), jakými jsou vybaveny například vojenské bojové letouny, využívají výfukové plyny k roztočení ventilátoru kompresoru, který nasává vzduch. Více výfukových plynů znamená vyšší rychlost. Tento typ pohonu je slušně účinný při nadzvukových rychlostech. Problém nastává při nižších rychlostech. Proudový pohon se snaží stlačit dostatek vzduchu a zajistit účinné spalování, plýtvá ale značným množstvím paliva. Odtud pramení hrozivá spotřeba legendárních letounů Aérospatiale-BAC Concorde 101/102, které spotřebovávaly asi 2 tuny paliva při pouhém pojíždění ze stojánky na vzletovou dráhu. Významně to přispělo k jejich konci.
Naproti tomu turbodmychadlové pohony (turbofan) jsou navrženy tak, aby pohybem obrovské masy vzduchu poháněly letadlo vpřed. Při nižších, podzvukových rychlostech jim to jde obstojně. Při vysokých rychlostech se ale dramaticky projevuje aerodynamický odpor dmychadla (fan), jehož konstrukce není optimalizována na vysokou rychlost.
Pohon startupu Astro Mechanica pracuje ve třech módech. Mód 1 využívá elektrický motor k pohonu zařízení „blisk,“ tedy disku s lopatkami, který nahrazuje tradiční dmychadlo nebo kompresor, aniž by docházelo k aktivnímu spalování. Je vhodný pro pojíždění na zemi a lety podzvukovou rychlostí.
Mód 2 využívá spalování proudového motoru. Dostane letoun s tímto pohonem přes rychlost zvuku. Pohon kompresoru přitom nespoléhá na tradiční výfukové plyny, ale zajišťuje ho elektrický motor. Mód 3 využívá konfiguraci podobnou ramjetu (náporovému motoru) bez pohyblivých komponent, která umožní letounu dosáhnout rychlost Mach 3 a větší. Při takové rychlosti letadlo spolyká tolik vzduchu, že to zajistí potřebné stlačení pro spalování.
Jak říká šéf startupu Brooke, kdyby měl Concorde turboelektrický adaptivní pohon Astro Mechanica, doletěl by o 61 procent dál. Při vývoji pohonu kladou důraz na ekonomickou výhodnost. Podle startupu Astro Mechanica je jejich pohon v porovnání s motorem CFM LEAP-1B letounu Boeing 737 MAX podstatně levnější, mají méně pohyblivých částí a nejspíš jsou i levnější na údržbu. Další výhodou je, že používají zkapalněný zemní plyn, který je oproti tradičním leteckým palivům levný, efektivní a produkuje méně emisí. Pohon může spalovat i syntetický metan, který by mohl být vyrobený udržitelným způsobem.
V dohledné době by se měla objevit experimentální platforma, která bude vybavena 4 motory startupu Astro Mechanica a 2 „klasickými“ motory GE CT7. Měla by létat nonstop trasu San Francisko – Tokio, po cestě sbírat data o provozu motorů a podílet se na dotažení vývoje turboelektrického adaptivního pohonu.
Video: The Age of the Electric Adaptive Jet Engine: Astro Mechanica
Video: The World's First Electric-Adaptive Jet Engine | Ian Brooke, Astro Mechanica
Literatura
GE Aerospace spojili rotační detonační pohon s ramjetem do hypersonického pohonu
Autor: Stanislav Mihulka (19.12.2023)
NASA úspěšně testuje 3D tištěný rotační detonační pohon
Autor: Stanislav Mihulka (01.01.2024)
Revoluční rotační detonační pohon prošel zátěžovým testem
Autor: Stanislav Mihulka (14.03.2024)
Polaris Spaceplanes konečně zvládli test lineárního pohonu aerospike
Autor: Stanislav Mihulka (10.11.2024)
Diskuze:
Zdroj el. energie už v letadle je
Mirek Bautsch,2024-11-16 14:07:42
Dnešní dopravní letadla mají APU (auxiliary power unit), takže by možná stačilo trochu ho zvětšit, natahat k motorům pod křídly pár kabelů a může se začít pojíždět a lítat podzvukovou rychlostí.
Ale stejnak si myslím, že pro vzlet a stoupání do letové hladiny bude muset ten navrhovaný motor běžet v módu 2.
Ežo Vlkolinský,2024-11-15 21:11:03
Odhadujem, že Concorde s týmto pohonom by mal zvýšenú prázdnu hmotnosť a znížený priestor pre kabínu. Na úkor počtu cestujúcich.
Re:
Vít Výmola,2024-11-16 12:53:45
Do Concorde to nikdo montovat nebude, takže takové úvahy jsou asi zbytečné. Nicméně, není důvod k zmenšování prostoru v kabině. Concorde měl motory pod křídlem a nejinak nebo nějak podobně by to bylo i s tímto pohonem.
Re: Re:
Ežo Vlkolinský,2024-11-16 18:00:26
Podľa článku to je až do Mach 3. Nepoznám lepší príklad ako je Concorde. Zvýšený objem a hmotnosť celého pohonu treba niekde umiestniť, kde to nezvyšuje aerodynamický odpor. Jediný priestor je v kabíne. Pridaná hmotnosť a objem vyženie z kabíny cestujúcich.
Re: Re: Re:
Igor Druhý,2024-11-17 09:45:55
Concorde dosahovalo rýchlosť len do asi mach 2.
"Podľa článku" sú do mach 3 len prvé dva druhy pohonu a tretí je až pre rýchlosti cez mach 3, teda značne neporovnateľný pohon.
Re: Re: Re: Re:
Ežo Vlkolinský,2024-11-17 10:43:43
Samozrejme mám na mysli tento pohon optimalizovaný pre Concord. Kto už by tam dával niečo iného.
Re:
D@1imi1 Hrušk@,2024-11-16 20:59:56
Ten motor má být mnohem účinnější, takže jeho vyšší hmotnost by mohla vykompenzovat ušetřená hmotnost paliva. U Concordu tvořilo palivo více než polovinu maximální vzletové hmotnosti (95,7 tun vs. 185 tun). Teoreticky by letoun místo části paliva mohl nést těžší motory.
Že prototyp motoru dosahuje vyšší účinnosti na nějaké testovací platformě samozřejmě neznamená, že bude použitelný na skutečném letadle. Chtělo by to hlavně znát poměr tah/hmotnost.
Re: Re:
Martin Novák2,2024-11-16 23:28:20
Těžší motory to je brnkačka. ALE při pojíždění, startu a podzvukovém letu to má jet čistě na elektromotory, takže baterie a to tak že hooodně. Na to půltunové baterie do Tesly asi stačit nebudou.
Re: Re: Re:
Igor Druhý,2024-11-17 09:39:40
To ale nie je myslené tak, že bude lietadlo poháňať velikánska elektro-batéria, ale že bude elektrogenerátor z leteckého paliva vyrábať elektrinu a s ňou poháňať elektromotor.
Teda niečo podobné ako dieslové lokomotívy, ktorú nepoháňa priamo dieselový motor, ale až elektromotor.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
