هنگامی‌كه موتور یك هواپیمای معمولی روشن می‌شود، علاوه بر ایجاد صدای زیاد، مقدار زیادی گازهای حاصل از احتراق نیز آزاد می‌شوند

كه برای محیط زیست زیانبارند. دانشمندان به دنبال موتورهای "سبز" برای هواپیماها هستند.
نگرانی از آلودگی محیط زیست و گرم‌شدن كره زمین و البته محدودیت و گرانی روزافزون سوخت‌های فسیلی، سازندگان هواپیما را نیز به فكر طراحی پیشرانه‌های جایگزین انداخته است. آنان قصد طراحی هواپیماهایی را دارند كه با موتورهای برقی كار می‌كنند و برق مورد نیاز خود را از یك باتری اكسیژن-هیدروژنی (نوعی باتری كه از واكنش شیمیایی اكسیژن و هیدروژن برق تولید می‌كند) می‌گیرند. اما این طرح تا چه حد واقع‌بینانه است؟

مركز تحقیقات هوا- فضای آلمان (DLR) مدت‌هاست كه در مورد این موتورها تحقیق می‌كند. تا كنون پروژه‌های فراوانی آغاز شده و در نیمه راه رها شده‌اند. این مركز اخیراً یك هواپیمای بدون موتور را تغییر داده و موتور اكسیژن-هیدروژنی روی آن نصب كرده است. این هواپیما، بر خلاف مدل‌های قبلی، نه‌تنها قادر است با موتور جدید پرواز كند، بلكه نیروی لازم برای برخاستن و نشستن را نیز همین موتور تأمین می‌كند.

مشكل‌ترین مرحله در ساخت این هواپیما تعبیه موتور و مخزن هیدروژن بود. روند كار به این ترتیب است: دو محفظه آیرودینامیك در زیر بال‌های هواپیما، همانند دو موتور نصب می‌شوند. در یك محفظه، مخزن هیدروژن قرار می‌گیرد. برای تولید برق از هیدروژن، به یك موتور اكسیژن-هیدروژنی نیاز است. این موتور در محفظه دیگر، در سوی دیگر هواپیما نصب می‌شود.

این موتور بسیار سبك (حدود ?? كیلوگرم) است، حدود ?? كیلووات (حدود ?/ ?? اسب بخار) توان حداكثری و ?? كیلووات (حدود ?/ ?? اسب بخار) نیروی دائم تولید می‌كند. این نیرو برابر توان تولیدی موتور یك خودروی كوچك است. این فن‌آوری یك مشكل دیگر هم دارد و آن این‌كه با خالی‌شدن منبع هیدروژن، وزن محفظه كاهش می‌یابد و تعادل وزنی هواپیما به هم می‌خورد. این عامل سبب تمایل هواپیما به یك سمت و خارج‌شدنش از مسیر می‌شود. تفاوت وزن محفظه‌های چپ و راست به حدود ?? تا ?? كیلوگرم می‌رسد. این تفاوت، هواپیما را اندكی از مسیر خارج می‌كند كه می‌توان با هدایت پرنده به جهت مخالف، آن ‌را جبران كرد.

به گزارش دویچه‌وله، مؤسسه طراحی هواپیمای دانشگاه اشتوتگارت آلمان، طرح مشابهی را دنبال می‌كند؛ هواپیمایی دو نفره با موتور اكسیژن-هیدروژنی، با این تفاوت كه طراحان این هواپیما، به جای تجهیز هواپیماهای معمولی به موتورهای برقی، پرنده خود را بر اساس موتورهای اكسیژن-هیدروژنی طراحی می‌كنند. در این مؤسسه، موتور در عقب هواپیما نصب می‌شود. تركیبی كه طراحان، آن‌را پیشتر در هواپیماهای خورشیدی (موتور الكتریكی و باتری‌های خورشیدی) خود نیز آزموده‌اند. این نوع طراحی، به اعتقاد محققان دانشگاه اشتوتگارت، كارایی ملخ را بالا می‌برد و در كل سبك‌تر است.

هواپیماهای الكتریكی چه‌قدر كارایی دارند؟

پرسش مهمی كه ذهن محققان را به خود مشغول كرده این است كه آیا می‌توان موتورهای الكتریكی با باتری‌های اكسیژن-هیدروژنی را جایگزین موتورهای جت با سوخت كروزین كرد؟

فن‌آوری یادشده محدود به هواپیماهای سبك در حد تك‌سرنشین، دو-، سه- و در آینده شش- یا هشت‌سرنشین است و قطعا كاربردی در هواپیماهای بزرگ نخواهند داشت. ایده استفاده از موتورهای الكتریكی با باتری اكسیژن-هیدروژنی در یك جت غول‌پیكر مسافربری، حتی از نظر فیزیكی هم با پرسش‌های جدی روبه‌روست.

از این فناوری اما می‌توان در تأمین برق هواپیما در زمان پرواز استفاده كرد. این كار چند حسن دارد. نخست این‌كه از انرژی الكتریكی بهره می‌بریم، دوم این‌كه خروجی موتورهای اكسیژن-هیدروژنی، آب است كه می‌توان از آن در تأمین آب مورد نیاز هواپیما در طول پرواز استفاده كرد. بدین ترتیب نیاز به حمل آب زیاد نیست، امری كه وزن و در نتیجه مصرف سوخت را كاهش می‌دهد. سوم این‌كه خروجی موتورهای اكسیژن?هیدروژنی، هوایی مرطوب و بسیار كم‌اكسیژن است. هدایت این هوا به منبع كروزین (سوخت هواپیما) خطر اشتعال‌پذیری سوخت در باك را به طرز چشم‌گیری كاهش می‌دهد. علاوه بر این می‌توان از موتورهای یادشده به‌عنوان منبع برق اضطراری در هواپیما استفاده كرد.

مؤسسه تحقیقات هوا-فضای آلمان، طرح‌های مشتركی نیز با شركت ایرباس انجام می‌دهد. به گفته یكی از دست‌اندركاران این پروژه‌ها، هدف، نه تولید هواپیماهای ورزشی یا بدون موتور، بلكه ساخت پرنده‌هایی است كه استفاده مؤثرتری از سوخت می‌كنند و با محیط زیست سازگارترند. یك راه مؤثر برای رسیدن به این هدف، می‌تواند تأمین برق پرواز از موتورهای اكسیژن-هیدروژنی باشد.