هنگامی كه موتور یك هواپیمای معمولی روشن می شود، علاوه بر ایجاد صدای زیاد، مقدار زیادی گازهای حاصل از احتراق نیز آزاد می شود كه برای محیط زیست زیانبار است. به همین دلیل دانشمندان به دنبال موتورهای «سبز» برای هواپیماها هستند.

---

نگرانی از آلودگی محیط زیست و گرم شدن كره زمین و البته محدودیت و گرانی روزافزون سوخت های فسیلی، سازندگان هواپیما را نیز به فكر طراحی پیشرانه های جایگزین انداخته است. آنان قصد طراحی هواپیماهایی را دارند كه با موتورهای برقی كار می كنند و برق مورد نیاز خود را از یك باتری اكسیژن- هیدروژنی (نوعی باتری كه از واكنش شیمیایی اكسیژن و هیدروژن برق تولید می كند) تامین كنند. اما این طرح تا چه حد واقع بینانه است؟

مركز تحقیقات هوافضای آلمان (DLR) مدت هاست در مورد این موتورها تحقیق می كند. تاكنون پروژه های فراوانی آغاز شده و در نیمه راه رها شده اند. این مركز به تازگی یك هواپیمای بدون موتور را تغییر داده و موتور اكسیژن- هیدروژنی روی آن نصب كرده است. این هواپیما، بر خلاف مدل های قبلی، نه تنها می تواند با موتور جدید پرواز كند، بلكه نیروی لازم برای برخاستن و نشستن را نیز همین موتور تامین می كند.

مشكل ترین مرحله در ساخت این هواپیما، تعبیه موتور و مخزن هیدروژن بود. روند كار به این ترتیب است؛ دو محفظه آیرودینامیك همانند دو موتور زیر بال های هواپیما نصب می شود. در یك محفظه، مخزن هیدروژن قرار می گیرد. برای تولید برق از هیدروژن، به یك موتور اكسیژن- هیدروژنی نیاز است. این موتور در محفظه دیگر، در سوی دیگر هواپیما نصب می شود.

این موتور بسیار سبك (حدود 60 كیلوگرم) است، حدود 25 كیلووات (حدود 33/5 اسب بخار) توان حداكثری و 20 كیلووات (حدود 8/26 اسب بخار) توان دائم تولید می كند. این توان برابر توان تولیدی موتور یك خودروی كوچك است. این فناوری یك مشكل دیگر هم دارد و آن اینكه با خالی شدن منبع هیدروژن، وزن محفظه كاهش می یابد و تعادل وزنی هواپیما به هم می خورد. این عامل سبب تمایل هواپیما به یك سمت و خارج شدنش از مسیر می شود. تفاوت وزن محفظه های چپ و راست به حدود 20 تا 25 كیلوگرم می رسد. این تفاوت، هواپیما را اندكی از مسیر خارج می كند كه می توان با هدایت پرنده به جهت مخالف، آن را جبران كرد.

موسسه طراحی هواپیمای دانشگاه اشتوتگارت آلمان، طرح مشابهی را دنبال می كند؛ طرح آنها هواپیمایی دونفره با موتور اكسیژن- هیدروژنی است، با این تفاوت كه طراحان این هواپیما به جای تجهیز هواپیماهای معمولی به موتورهای برقی، پرنده خود را براساس موتورهای اكسیژن- هیدروژنی طراحی می كنند. در این موسسه، موتور در عقب هواپیما نصب می شود. تركیبی كه طراحان، آن را پیشتر در هواپیماهای خورشیدی (موتور الكتریكی و باتری های خورشیدی) نیز آزموده اند. این نوع طراحی، به اعتقاد محققان دانشگاه اشتوتگارت، كارایی ملخ را بالا می برد و در كل سبك تر است.

هواپیماهای الكتریكی چقدر كارایی دارند

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

فناوری یادشده محدود به هواپیماهای سبك در حد تك سرنشین، دو، سه و در آینده شش یا هشت سرنشین است و قطعاً كاربردی در هواپیماهای بزرگ نخواهند داشت. ایده استفاده از موتورهای الكتریكی با باتری اكسیژن - هیدروژنی در یك جت غول پیكر مسافربری، حتی از نظر فیزیكی هم با پرسش های جدی روبه روست.

اما از این فناوری می توان در تامین برق هواپیما در زمان پرواز استفاده كرد. این كار چند حسن دارد؛ نخست اینكه از انرژی الكتریكی بهره می بریم، دوم اینكه خروجی موتورهای اكسیژن- هیدروژنی، آب است كه می توان از آن در تامین 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 می دهد. سوم اینكه خروجی موتورهای اكسیژن- هیدروژنی، هوایی مرطوب و بسیار كم اكسیژن است. هدایت این هوا به منبع كروزین (سوخت هواپیما) خطر اشتعال پذیری سوخت در باك را به طرز چشمگیری كاهش می دهد. علاوه بر این می توان از موتورهای یادشده به عنوان منبع برق اضطراری در هواپیما استفاده كرد.

موسسه تحقیقات هوافضای آلمان، طرح های مشتركی نیز با شركت ایرباس انجام می دهد. به گفته یكی از دست اندركاران این پروژه ها، هدف نه تولید هواپیماهای ورزشی یا بدون موتور، بلكه ساخت پرنده هایی است كه استفاده موثرتری از سوخت می كنند و با محیط زیست سازگارترند. یك راه موثر برای رسیدن به این هدف، می تواند تامین برق پرواز از موتورهای اكسیژن- هیدروژنی باشد.

www.dw-world.de