Airbus сузил до трех количество концептов самолетов с водородной силовой установкой в рамках НИОКР по определению облика коммерческого ВС следующего поколения, который может поступить в эксплуатацию к 2035 г. Концепции включают региональный турбовинтовой самолет, узкофюзеляжный самолет класса A320neo и самолет с интегрированным фюзеляжем (BWB).
В основе всех концепций лежит использование водорода в качестве основного источника энергии. Европейский производитель считает, что водород имеет серьезный потенциал использования не только в аэрокосмической, но и в других отраслях.
"Я уверен, что использование водорода как в синтетическом топливе, так и в качестве первичного источника энергии в коммерческой авиации имеет большой потенциал для дальнейшего улучшения экологических характеристик самолетов", — отметил Гийом Фори, президент Airbus.
Три концепта, получившие название ZEROe ("нулевой уровень вредных выбросов"), включают в себя следующие типы самолетов:
Турбовинтовой ближнемагистральный самолет; вместимость до 100 пасс., дальность полета 1850 км.
Узкофюзеляжный самолет с турбореактивным двигателем; вместимость 120–200 пасс., дальность полета 3,7 тыс. км.
Самолет с интегрированным фюзеляжем, выполненный по схеме "летающее крыло-бесхвостка"; вместимость до 200 пасс., дальность полета 3,7 тыс. км. Его просторный фюзеляж предоставляет много возможностей для размещения систем хранения и подачи водорода, а также для разнообразия пассажирских компоновок.
Проведя предварительные исследования, Airbus пришел к выводу, что из различных рассмотренных им вариантов сжигание жидкого водорода является наиболее реалистичным технологическим путем в усилиях производителя по созданию того, что, как он надеется, будет фактически углеродно-нейтральным самолетом. "Нам не нужно вкладываться в радикально революционные технологии", — уверен он.
Airbus, как и все производители самолетов и отрасль гражданской авиации в целом, находится под огромным политическим и общественным давлением, требующим уменьшить воздействие авиации на окружающую среду. Европейский авиастроитель может извлечь выгоду из солидного государственного финансирования, выделенного на исследования применения водорода как во Франции, так и в Германии, — ассигнования из госбюджетов призваны свести к минимуму принудительные увольнения в Airbus и других аэрокосмических компаниях, а также сделать авиацию более экологичной. Французское правительство в особенности ясно дало понять, что ожидает, что самолет на водородном топливе, для которого правительство предоставило финансирование исследований, поступит в эксплуатацию к 2035 г. Кстати, американский конкурент Boeing считает эти сроки нереальными.
Согласно графику Airbus дает себе пять лет (до 2025 г.) на "доведение до ума" технологий и более точного определения того, по какому из трех направлений он будет двигаться дальше при создании самолета 2035 года. "Справедливо предположить, что мы начнем с малого и со временем перейдем к более крупному размеру", — сказал Фори. Но он не исключает, что первым может быть создан узкофюзеляжный самолет или что он может разрабатываться параллельно с турбовинтовым, — напоминая, что Airbus работал над A350 и A380 одновременно.
Фори прогнозирует, что запуск подготовки промышленного производства произойдет в 2027 или 2028 г., которому будут предшествовать два года работы над созданием концепции производства, переговоры с партнерами и поставщиками, а также работа по экономическому обоснованию проекта. Airbus выделяет около семи лет на фактический этап разработки, как и в случае с обычными самолетами.
Узкофюзеляжный самолет с двигателем, работающим на жидком водороде, вероятнее всего, окажет наибольшее влияние на трансформацию гражданской авиации. Здесь Airbus рассматривает семейство самолетов на 120–200 мест с дальностью полета 3,7 тыс. км. Вместимость машины будет несколько меньше, чем у нынешнего семейства A320neo, вмещающего от 130 до более чем 240 кресел, в зависимости от конфигурации A319neo, A320neo и A321neo.
Расчетная крейсерская скорость составит 0,78М, энергия будет вырабатываться за счет сжигания жидкого водорода и гибридно-электрической системой, работающей на топливных элементах (ячейках). Конструктивно самолет будет создаваться по привычной схеме: фюзеляж-"труба" и крыло, хотя фюзеляж будет значительно длиннее, чтобы в хвостовой части, позади пассажирского салона, за гермошпангоутом можно было разместить большие баки с водородом.
Дальность полета в 3,7 тыс. км значительно уступает A320neo (6,3 тыс. км), но этого будет достаточно, чтобы покрыть всю Европу. Хотя для трансконтинентальных перелетов в США потребуется бóльшая дальность.
Фори пока оставляет открытым вопрос о том, станет ли "водородный" самолет единственным преемником нынешнего семейства A320neo или же другой, более традиционный проект, использующий синтетическое топливо для снижения воздействия на окружающую среду, может дополнить или предшествовать ему. К 2035 г. A320neo будет находиться в эксплуатации почти 20 лет; его первая поставка состоялась в 2016 г.
Фори признает, что создание самолета с применением новых технологий связано с решением серьезных задач и проблем. По его словам, потребуются огромные инвестиции в наземную инфраструктуру, чтобы обеспечить доступность декарбонизированного водорода в аэропортах. Он отметил, что авиации также потребуется нормативно-правовая база, которая сильно отличается от сегодняшней.
Размещение топливных баков с жидким водородом в самолетах — задача, над которой производители, в том числе Airbus, работали десятилетиями. Размеры и вес баков для водорода отличаются от баков для керосина, и обеспечение безопасного хранения жидкого водорода является серьезным вопросом. Фори ясно дал понять, что "уровень безопасности должен быть сопоставим с сегодняшними самолетами".
Но самый большой вызов, с которым предстоит справится Airbus, — это убедить отраслевых партнеров в том, что пришло время перейти к новому типу силовой установки. Поговаривают, что пока двигателестроители не разделяют энтузиазма Airbus, но их участие необходимо для успеха проекта.
И Airbus не утверждает, что водород является решением для всех сегментов — даже на десятилетия. Синтетическое топливо — это "решение с низким уровнем риска по доступной цене для дальних перелетов", сказал Фори. Он понимает, что признание важности водорода может повлиять на и без того сложное экономическое обоснование применения синтетического топлива, которое доступно далеко не в промышленных объемах. Тем не менее, по его словам, эти две концепции могут найти разное применение.
