Pierwszy statek powietrzny w Polsce, wykorzystujący ogniwa wodorowe do zasilania napędu elektrycznego – motoszybowiec AOS-H2

Sukcesem zakończyły się prace realizowane w ramach projektu motoszybowca AOS H2. Konsorcjum w składzie: Politechnika Rzeszowska (lider projektu), Politechnika Warszawska, Akademia Górniczo- Hutnicza i Zakład Szybowcowy Jeżów realizowała projekt  NCBR w ramach ścieżki PBS3/A6/24/2015. Kierownikiem projektu jest kierownik KSiSL Politechniki Rzeszowskiej prof. dr hab. inż. Marek Orkisz.

Celem projektu było zbudowania innowacyjnego napędu hybrydowego bazującego na ogniwie wodorowym. Napęd ten zabudowano na płatowcu motoszybowca i przeprowadzono tzw. próby mobilne na lotnisku OKL Politechniki Rzeszowskiej. Robocza nazwa projektu AOS H2 pochodzi od platformy lotnej, którą stanowił w pierwszym etapie płatowiec zrealizowanego wcześniej motoszybowca elektrycznego AOS 71, oraz wodór H2, który był paliwem zasilającym generator paliwowy.

Innowacyjność projektu zawiera się w wykorzystaniu dwóch ekologicznych źródeł zasilających silnik elektryczny wraz ze śmigłem: generatora paliwowego i baterii elektrochemicznej. Efektem spalania wodoru jest oczywiście woda (wyprowadzana na zewnątrz kadłuba) oraz energia elektryczna dostarczana do silnika elektrycznego. Te źródła energii zostały ze sobą sprzężone unikalnym zespołem zarządzającym energią na pokładzie motoszybowca jednocześnie odpowiedzialnym za sterowanie całym motoszybowcem.

Moc całego napędu, dostarczana do śmigła to 40 kW z podziałem 10kW – to moc maksymalna ogniwa,  pozostałe 30kW pochodzi z baterii. Wodór gromadzony jest pod ciśnieniem (200-300 bar) w dwóch butlach kompozytowych umieszczonych w specjalnych silosach w kadłubie motoszybowca.

Na lotnisku OKL PRz przeprowadzono próby mobilne (jeszcze nie w locie), które wykazały poprawność działania całego statku powietrznego. Dalsze prace będą możliwe, gdy powstaną polskie przepisy regulujące loty statków powietrznych z wodorem na pokładzie.

(fot. Politechnika Rzeszowska)

W ramach projektu zbudowano kompozytowy motoszybowiec, który w trakcie postępów w realizacji projektu, przeszedł wiele modyfikacji różniących go od poprzedniej wersji AOS 71 (to było zadanie realizowane przez zespół z Politechniki Warszawskiej i Zakładu Szybowcowego w Jeżowie).

Generator paliwowy zbudowany został na Wydziale Energetyki i Paliw Akademii Górniczo Hutniczej. Bateria wytworzona została w polskiej firmie specjalizującej się w produkcji baterii dla transportu, według wymogów określonych w projekcie, specjalnie na potrzeby motoszybowca, spełniając cały szereg norm i ograniczeń lotniczych. Układ sterowania i zarządzania energią, to z kolei dzieło pracowników naukowych Wydziału Elektrycznego Politechniki Warszawskiej. Całość została zintegrowana i przebadana w Politechnice Rzeszowskiej, której pracownicy byli pomysłodawcami i wykonawcami projektu, to na terenie KSiSL prowadzono prace integrujące napęd z motoszybowcem.

Osiągnięciem projektu jest nie tylko sam napęd i motoszybowiec ale przede wszystkim multidyscyplinarna wiedza powstała w trakcie realizacji projektu dotycząca zarówno zagadnień fizycznych jak i organizacyjnych. Zbudowana platforma jest drugą tego typu konstrukcją w Europie, co jest powodem do satysfakcji i dumy dla wszystkich, którzy projekt realizowali. Jedynym urządzeniem, które zostało zakupione jako gotowy element to silnik elektryczny do napędu śmigła. Reszta zespołów (a jest ich bardzo dużo) została wykonana przez członków konsorcjum, tylko na potrzeby projektu.

Wszystkie rozwiązania zastosowane w wykonanych podzespołach są unikalne i wiele z nich jest obecnie w trakcie procesu patentowania. Dalsze prace wymagają jeszcze zaangażowania sporych środków finansowych, których Politechnika Rzeszowska zamierza czynnie poszukiwać.