Naukowcy z Politechniki Wrocławskiej w projekcie budowy samolotu o napędzie hybrydowo-elektrycznym

Politechnika Wrocławska bierze udział w międzynarodowym projekcie HECATE, który zakłada opracowanie samolotu o napędzie hybrydowo-elektrycznym. Badania będą prowadzone przez zespoły naukowców z Wydziału Elektrycznego i Wydziału Geoinżynierii, Górnictwa, Geologii.

Państwa UE chcą do 2050 r. osiągnąć neutralność klimatyczną i dotyczy to również przemysłu lotniczego. Jednym z zaproponowanych rozwiązań w tym zakresie jest stworzenie małych samolotów pasażerskich o napędzie hybrydowo-elektrycznym, które mogłyby obsługiwać regionalne połączenia lotnicze na Starym Kontynencie.

To właśnie główny cel projektu HECATE (Hybrid-ElectriC regional Aircraft distribution Technologies), w który zaangażowało się 37 firm, uniwersytetów i jednostek badawczych z jedenastu krajów. Koordynatorem przedsięwzięcia została firma Collins Aerospace, a jego budżet to ponad 45 mln euro. Pierwszy, koncepcyjny etap badań zakończy się za trzy lata, a prototyp samolotu ma być gotowy w 2035 r.

W badania zaangażowani będą również naukowcy z Politechniki Wrocławskiej, których do współpracy zaprosiła francuska grupa przemysłowo-technologiczna Safran.

– Kluczowe w tym względzie były prowadzone przez nas badania związane z maszynami elektrycznymi. Firma Safran doceniła naszą wiedzę i możliwość badania różnego rodzaju zjawisk zachodzących w napędach elektrycznych – mówi prof. Krzysztof Szabat z Katedry Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych, kierownik programu HECATE na PWr. – To największy jak do tej pory projekt, który będzie realizowany w naszej katedrze – dodaje.

Stworzenie modelu samolotu hybrydowo-elektrycznego to ogromne wyzwanie, które wymaga opracowania wielu nowych rozwiązań i technologii. Począwszy od zagadnień związanych z wysokim napięciem, wyładowaniami łukowymi i zakłóceniami elektromagnetycznymi, aż po optymalizację zarządzania termicznego.

– Tego typu technologii nie ma jeszcze na świecie, wszystko trzeba będzie zbudować od podstaw. Mamy co prawda elektryczne samochody i drony, ale to zupełnie inna skala projektu choćby ze względu na konieczność integracji wielu systemów czy zapewnienie odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa użytkowników – podkreśla dr hab. inż. Mateusz Dybkowski, prof. uczelni, koordynator projektu na Wydziale Elektrycznym. – Trzeba przy tym pamiętać, że całe przedsięwzięcie jest objęte klauzulą poufności i wiele z opracowanych przez nas rozwiązań długo może nie być ujawnionych – dodaje.

Z kolei zespół z Wydziału Geoinżynierii, Górnictwa, Geologii zajmie się m.in. testowaniem algorytmów, adaptacją i rozwojem nowych metody do detekcji uszkodzeń łożysk tocznych w maszynach elektrycznych.

– Dodatkowo będziemy się także zajmować prognozowaniem tzw. „czasu życia” łożyska tocznego, a wszystkie te elementy dotyczy przetwarzania sygnałów drganiowych. Docelowo metody diagnostyczne będą bazowały na sygnałach elektrycznych (prąd, napięcie) rejestrowanych w silniku – tłumaczy prof. Radosław Zimroz, dziekan W6 i koordynator projektu na tym wydziale. – Przy realizacji projektu współpracuje z nami również prof. Agnieszka Wyłomańska z Wydziału Matematyki – dodaje.

Naukowcy przyznają, że dużym wyzwaniem w projekcie będzie także połączenie rezultatów i rozwiązań opracowanych przez inne zespoły badawcze i przemysłowe.

– Nie tworzymy małego elementu, tylko całkowity system do samolotu, dlatego każda rzecz, którą wykonamy, musi być zaaprobowana przez pozostałych partnerów – wyjaśnia prof. Mateusz Dybkowski.

W sumie w badania na PWr zaangażowanych będzie niemal dwadzieścia osób, włączając w to doktorantów. Prof. Krzysztof Szabat liczy, że dzięki temu możliwe będzie przygotowanie doktoratów oraz publikacji naukowych, choć upublicznienie wyników będzie wymagało zgody wszystkich partnerów projektu.

– Etap projektowy potrwa trzy lata, ale liczymy, że zostaniemy też zaproszeni do kolejnych etapów badań i będziemy brali udział w programie HECATE przez kolejnych kilkanaście lat – dodaje prof. Krzysztof Szabat.

Na realizację badań nasza uczelnia otrzymała 800 tys. euro. Oprócz Politechniki Wrocławskiej w programie HECATE bierze także udział Politechnika Łódzka, której zadaniem będzie określenie potencjalnych zagrożeń dla środowiska naturalnego wynikających z zastosowania nowych materiałów i nowoczesnych technik produkcji.