NASA आणि GE यांनी Farnborough येथे मेगावॉट-श्रेणीचा हायब्रिड-इलेक्ट्रिक इंजिन उडवला

NASA आणि GE यांनी प्रयोगशाळेतील कामातून हायब्रिड-इलेक्ट्रिक प्रणोदन सार्वजनिक उड्डाणापर्यंत नेले

मेगावॉट-श्रेणीच्या हायब्रिड-इलेक्ट्रिक प्रणोदन प्रणालीने अंशतः चालवलेले एक सुधारित Saab 340B विमान युनायटेड किंगडममधील Farnborough International Air Show येथे सार्वजनिकरित्या प्रथमच सादर झाले, ज्यामुळे विमानवाहतुकीतील सर्वाधिक लक्ष ठेवली जाणारी कार्यक्षमता तंत्रज्ञानांपैकी एकाला चाचणी वातावरणाबाहेर उच्च-प्रोफाइल प्रदर्शन मिळाले.

हे उड्डाण प्रणाली GE Aerospace ने NASA, BETA Technologies, आणि Boeing यांच्या सहकार्याने तयार केली. NASA च्या मते, हे विमान गेल्या काही महिन्यांत आधीच ऐतिहासिक चाचणी उड्डाणे पूर्ण करून झाले होते आणि 30,000 फूटांपेक्षा जास्त उंचीवर उडणारे पहिले हायब्रिड-इलेक्ट्रिक-चालित विमान बनले होते. Farnborough ने जगातील सर्वात मोठ्या एरोस्पेस मंचांपैकी एका मंचावर त्या क्षमतेचे पहिले सार्वजनिक दर्शन घडवले.

NASA साठी, हा क्षण एका एअर-शोतील उपस्थितीपेक्षा अधिक म्हणजे अनेक वर्षांच्या सरकार-समर्थित वैमानिकी कामाची पडताळणी आहे, ज्याचा उद्देश व्यावसायिक सेवेसाठी आवश्यक असलेली कामगिरी कमी न करता इंधन वापर कमी करणे हा आहे. ही प्रणाली इलेक्ट्रिक मोटर्स, एक गॅस टर्बाइन, आणि ऑनबोर्ड ऊर्जा साठवणूक यांना एकाच वास्तुरचनेत एकत्र करते, जे भविष्यातील विमान पॉवरट्रेनसाठी मार्गदर्शक ठरेल अशा प्रकारे रचलेले आहे.

हे उड्डाण का महत्त्वाचे आहे

हायब्रिड-इलेक्ट्रिक प्रणोदन विमानवाहतुकीत बराच काळ कठीण मध्यम मार्गात अडकलेले आहे. पूर्णपणे इलेक्ट्रिक विमानांना बॅटरीचे वजन आणि श्रेणी मर्यादा अडथळा ठरतात, विशेषतः मोठ्या एअरफ्रेमसाठी. दुसरीकडे, पारंपरिक टर्बाइन विमाने अजूनही प्रादेशिक आणि मुख्य प्रवाहातील ताफ्यांवर वर्चस्व राखतात, कारण ती एअरलाइनना आवश्यक असलेला पेलोड, विश्वासार्हता, आणि टिकाऊपणा देतात. हायब्रिड प्रणाली एक पूल म्हणून पुढे नेल्या जात आहेत: लहान प्रायोगिक प्लॅटफॉर्मच्या मर्यादेत न अडकता, मोठ्या विमानांसाठी वास्तववादी अभियांत्रिकी मर्यादांत राहून इंधन वापर आणि कार्यकारी खर्च कमी करण्याचा मार्ग.

म्हणूनच Farnborough मधील प्रात्यक्षिक उल्लेखनीय ठरते. NASA ने सांगितले की हे इंजिन प्रादेशिक-श्रेणीतील जेटच्या आकाराच्या विमानाला शक्ती देण्याची क्षमता दाखवण्यासाठी डिझाइन करण्यात आले होते. त्यामुळे हे काम त्या बाजार विभागाच्या अधिक जवळ जाते, जिथे कार्यक्षमतेतील सुधारणा प्रत्यक्ष व्यावसायिक मूल्य देऊ शकतात, आणि केवळ एका विशेष तंत्रज्ञान प्रदर्शनापुरते मर्यादित राहत नाही.

सार्वजनिक पदार्पण एका तांत्रिक मैलाच्या दगडानंतर झाले, ज्याला उद्योगात महत्त्व आहे. 30,000 फूटांपेक्षा जास्त उंचीवर उड्डाण करणे ही केवळ प्रतीकात्मक मर्यादा नाही. ते प्रत्यक्ष एअरलाइन ऑपरेशन्ससाठी सुसंगत अशा उड्डाण स्थितीत कामगिरी दर्शवते, जिथे प्रणोदन प्रणालींनी विरळ हवा आणि थंड परिस्थितीत विश्वासार्हपणे काम करणे आवश्यक असते, तसेच कार्यक्षमता आणि सुरक्षिततेचे मार्जिन टिकवणेही गरजेचे असते.

दीर्घकालीन संशोधनातून कार्यरत विमानापर्यंत

NASA ने हे प्रात्यक्षिक अचानक झालेली झेप म्हणून नव्हे, तर दीर्घ संशोधन प्रवासाचा परिणाम म्हणून मांडले. संस्थेने सांगितले की या चाचणीत तिच्या पूर्वीच्या Electrified Powertrain Flight Demonstration प्रकल्पातील कामासोबतच सध्या सुरू असलेल्या Subsonic Vehicle Technologies and Tools प्रकल्पाचाही आधार होता. NASA सुविधांवर झालेल्या अनेक वर्षांच्या चाचण्यांचाही यात समावेश होता.

हे महत्त्वाचे आहे, कारण हायब्रिड-इलेक्ट्रिक प्रणोदन विमानवाहतुकीत आशादायी भविष्यातील संकल्पना म्हणून अनेकदा चर्चिले गेले आहे, पण घटक-चाचण्यांपासून एकात्मिक विमान प्रणालीकडे जाण्याच्या टप्प्यावर कार्यक्रम अनेकदा अडखळतात. पॉवर इलेक्ट्रॉनिक्स, थर्मल मॅनेजमेंट, वजन, प्रमाणनाची गुंतागुंत, आणि विद्यमान विमान संरचनेसह एकत्रीकरण हे सर्व मोठ्या प्रमाणावर अधिक कठीण होते.

Saab 340B वर मेगावॉट-श्रेणीची प्रणाली बसवून, या कार्यक्रमाने चर्चा उप-आकाराच्या नमुन्यांपलीकडे नेली. यामुळे नवीन व्यावसायिक विमान तयार झाले नाही, आणि NASA ने हे उड्डाण बाजारात तयार उत्पादन म्हणून सादर केले नाही. त्याऐवजी, संस्थेने याला तंत्रज्ञानाचा मार्गदर्शक म्हणून वर्णन केले, ज्याचे डिझाइन आणि शिकवण्या भविष्यातील हायब्रिड प्रणालींना मदत करतील अशी अपेक्षा आहे.

NASA Aeronautics Division च्या संचालक Laurie Grindle यांनी सांगितले की ही उपलब्धी म्हणजे NASA ची भूमिका संभाव्यता शोधण्यात, संशोधन आणि चाचण्यांद्वारे त्यांची पडताळणी करण्यात, आणि उद्योगासोबत काम करून त्या कल्पनांना उपयुक्त तंत्रज्ञानात रूपांतरित करण्यात कशी आहे, याचे प्रतिबिंब आहे. ही मांडणी NASA हा प्रयत्न कसा पाहते याचा गाभा आहे: एकदाच आलेली बातमी म्हणून नव्हे, तर मूलभूत वैमानिकी संशोधन उद्योग-नेतृत्वाखालील हार्डवेअरमध्ये रूपांतरित होऊ शकते याचा सार्वजनिक पुरावा म्हणून.

ही प्रणाली कशासाठी डिझाइन केली आहे

हायब्रिड-इलेक्ट्रिक इंजिन तीन मुख्य घटक एकत्रित करते:

• प्रणोदन शक्तीत योगदान देऊ शकणाऱ्या इलेक्ट्रिक मोटर्स.
• शक्ती प्रणालीचा भाग राहणारी गॅस टर्बाइन.
• हायब्रिड वास्तुरचनेला आधार देणारी ऊर्जा साठवणूक क्षमता.

NASA ने सांगितले की उद्देश कामगिरी न घालवता इंधन वापर आणि खर्च कमी करणे हा आहे. प्रत्यक्षात, हा दृष्टिकोन संपूर्ण बदलाऐवजी पूरकतेवर आधारित धोरण सूचित करतो. टर्बाइन प्रणोदन पूर्णपणे काढून टाकण्याचा प्रयत्न करण्याऐवजी, ही वास्तुरचना जेथे मोजता येण्याजोगे कार्यक्षमता लाभ मिळू शकतात, तेथे इलेक्ट्रिफिकेशनचा वापर करते, पण टर्बाइन-आधारित विमानाचा कार्यक्षमता पट्टा कायम ठेवते.

एअरलाइनसाठी या मॉडेलचे आकर्षण सोपे आहे. जर एखादी प्रणोदन प्रणाली डीस्पॅच विश्वासार्हता आणि उपयुक्त पेलोड टिकवून इंधन वापर कमी करू शकली, तर ती अशा विभागात कार्यकारी खर्च कमी करू शकते जिथे मार्जिन अनेकदा कडक असतात. प्रादेशिक विमानवाहतूक या अर्थशास्त्रांबाबत विशेष संवेदनशील आहे, कारण विमाने अनेकदा कमी अंतराच्या टप्प्यांवर, वारंवार चक्रांसह, आणि इंधन तसेच देखभाल या दोन्हींच्या खर्चदाबाखाली चालतात.

NASA ने या प्रकल्पाला व्यापक सार्वजनिक फायद्यांशीही जोडले, असे सांगितले की हे काम ऊर्जा वापर कमी करण्यास आणि U.S. कंपन्यांना पाठबळ देण्यास मदत करू शकते. हे वाहतूक तंत्रज्ञानात अधिकाधिक दिसणाऱ्या व्यापक औद्योगिक धोरणाशी सुसंगत आहे: सार्वजनिक संशोधन मदत केवळ उत्सर्जन किंवा कार्यक्षमता उद्दिष्टांसाठीच नाही, तर भविष्यातील उत्पादन आणि निर्यात बाजार घडवू शकणाऱ्या क्षेत्रांमध्ये देशांतर्गत तांत्रिक नेतृत्व टिकवण्यासाठीही वापरली जात आहे.

पुढे काय

हे प्रात्यक्षिक हायब्रिड-इलेक्ट्रिक विमानवाहतुकीभोवतीचे सर्व व्यावसायिक प्रश्न सोडवत नाही. प्रमाणन, जीवनचक्र अर्थशास्त्र, पायाभूत गरजा, देखभाल गुंतागुंत, आणि स्केल-अपचे मार्ग हे अजूनही मोठे अडथळे आहेत. Farnborough हे एक शोकेस आहे, बाजारात प्रवेश नाही.

तरीही, ही उपलब्धी चर्चेचा सूर बदलते. एक मेगावॉट-श्रेणीची हायब्रिड-इलेक्ट्रिक प्रणाली आता एक ओळखण्याजोग्या प्रादेशिक विमान प्लॅटफॉर्ममध्ये एकत्रित झाली आहे, सार्वजनिकरित्या उडवली गेली आहे, आणि NASA ने अलीकडील यशस्वी चाचण्यांच्या मालिकेशी ती परिचालनदृष्ट्या अर्थपूर्ण उंचीवर जोडली आहे. त्यामुळे विमान निर्माते, पुरवठादार, नियामक, आणि एअरलाइन नियोजकांना संकल्पनात्मक कला किंवा प्रयोगशाळेतील डेटापेक्षा अधिक ठोस काहीतरी मिळते.

हे हेही दाखवते की स्वच्छ विमानवाहतुकीचे जवळचे भविष्य कदाचित सर्वकिंवा-काहीही अशा तांत्रिक बेटांपेक्षा अधिक स्तरित संक्रमणांद्वारे ठरू शकते. हायब्रिड-इलेक्ट्रिक प्रणोदन हा असा एक संक्रमण मार्ग आहे: विमान रचनेत बदल घडवण्याइतका महत्त्वाकांक्षी, पण विमानवाहतूक डीकार्बोनाइझ करणे कठीण करणाऱ्या मर्यादांमध्ये काम करण्याइतका व्यावहारिक.

सध्या, Farnborough उड्डाण अंतिम ठिकाणापेक्षा तांत्रिक परिपक्वतेचे द्योतक म्हणून उभे आहे. पण ज्या उद्योगात प्रणोदनातील बदल हळूहळू होतात आणि वर्षानुवर्षांच्या पडताळणीनंतरच घडतात, तिथे तेच त्याचे महत्त्व आहे.

हा लेख NASA च्या अहवालावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.