Ключом к миссии Airbus по нулевому уровню выбросов является то, что водород необходимо хранить при температуре -253 °C. Это означает разработку криогенных резервуаров для хранения. К счастью, у нас есть только команда.

https://www.airbus.com/en/newsroom/stories/2022-11-the-cold-heart-that-powers-our-zeroe-aircraft?j=640898&sfmc_sub=213157169&l=37_HTML&u=10039349&mid=510000044&jb=1005 — Источник

Водород является ключом к нашей миссии по выводу самолетов с нулевым уровнем выбросов на рынок к 2035 году, но его необходимо хранить при исключительно низкой температуре -253 °C. Использование этой технологии означает разработку инновационных криогенных резервуаров для хранения водорода. К счастью, в нашей сети есть команды, обладающие необходимым набором навыков для их создания…

Обратный отсчет до нуля: Эпизод 1: Танки

Мы постоянно стремимся использовать инновационные технологии, которые помогут нам достичь нашей цели — вывести на рынок самолеты с нулевым уровнем выбросов к 2035 году. Довольно фундаментальный аспект этого заключается в том, как мы будем приводить в действие такой самолет. Таким образом, мы прилагаем много усилий, чтобы использовать то, что мы считаем очень привлекательным вариантом: водород.

Проще говоря, существуют две основные технологии, которые позволяют самолету летать непосредственно на водороде. Вы можете приводить в действие двигатель, работающий на сжигании водорода, с помощью модифицированных газотурбинных двигателей, а также использовать водородные топливные элементы для выработки электроэнергии. И вы можете развернуть гибридный подход, который использует сочетание обеих технологий.

Но независимо от этих вариантов в работе присутствует константа: водород должен храниться очень холодным. Его необходимо хранить при температуре -253°C и постоянно поддерживать при этой температуре в течение всего полета, даже когда баки разряжены.

Таким образом, баки для хранения для самолета, работающего на водороде, являются абсолютно необходимым компонентом, но они полностью отличаются от тех, которые вы могли бы найти на традиционном самолете. Мы сразу поняли, что правильная установка этих баков будет жизненно важна для успеха нашего самолета ZEROe, поэтому около 15 месяцев назад мы создали Центры разработки с нулевым уровнем выбросов (ZEDCs) в Нанте, Франция, и Бремене, Германия, с задачей проектирования и производства водородных баков, и приступили к работе.

То, что этот первый танк был изготовлен так быстро, является настоящим свидетельством командной работы на наших заводах. Мы хотим оптимизировать бак для повышения эффективности и дальнейшего снижения его воздействия на окружающую среду: в конце концов, самолет с нулевым уровнем выбросов должен быть как можно ближе к нулевому уровню выбросов на протяжении всего своего жизненного цикла. (Chris Redfern, Head of Manufacturing, ZEROe Aircraft and Head of Propulsion Industrial Architect)

Используя опыт наших коллег из ZEDCs

Мы обратились к нашим коллегам в Нанте и Бремене, потому что у них уже были навыки, необходимые нам для решения этой задачи. Бремен близок к Ariane Group и Airbus Defence and Space с их опытом работы с водородом, а Нант обладает значительным опытом работы с металлическими конструкциями. Резервуар изготовлен в Нанте, а холодильная камера, которая обеспечивает газификацию жидкого водорода, производится в Бремене.

Этот резервуар не просто инновационный с технической точки зрения – он представляет собой отход от традиционных процессов. Используя динамичную и гибкую методологию работы, команды приняли подход к совместной разработке, при котором для быстрого прогресса они признавали необходимость инноваций, тестирования, быстрых неудач и адаптации. Короче говоря, команды сразу приступают к изготовлению прототипа, который они тестируют и извлекают уроки, прежде чем разрабатывать улучшенный прототип, вместо того, чтобы тратить много времени на разработку теоретических планов.

Об этой скорости свидетельствует прогресс, достигнутый на стройплощадке в Нанте, где команда заняла пустой склад и построила первый криогенный водородный резервуар, когда-либо производившийся Airbus, чуть более чем за год.

От проектирования до тестирования и далее

Путь к выводу этой новой технологии на рынок проходит примерно так:

Инженеры проектируют криогенные резервуары для водорода на программном обеспечении в Тулузе. Эти проекты передаются командам в Нанте и Бремене, которые рассматривают их и изучают процесс изготовления. Как только проект согласован, разрабатывается первый резервуар, который тестируется с азотом, а не с водородом. Вот где мы сейчас находимся.

Следующий шаг — критически взглянуть на прототип и спросить, что мы можем сделать лучше. Аналитические данные и данные испытаний сопоставляются, и вся эта информация используется при проектировании второго прототипа, который будет заполнен водородом. У нас уже есть много отзывов, и мы, в частности, стремимся максимально увеличить пространство, повысить производительность и упростить производственный процесс. Работа над вторым танком уже ведется, и на его сборку и испытания уйдет еще около года.

Конечная цель состоит в том, чтобы к 2026-2028 годам бак был готов к установке на демонстратор A380.

Крис Редферн, руководитель производственного отдела ZEROe Aircraft и руководитель отдела промышленного проектирования двигателей, прокомментировал: “То, что этот первый танк был изготовлен так быстро, является настоящим свидетельством командной работы на наших объектах. Методология agile создала отличный прототип и поможет добиться улучшений в будущих итерациях. Мы хотим оптимизировать бак для повышения эффективности и дальнейшего снижения его воздействия на окружающую среду: в конце концов, самолет с нулевым уровнем выбросов должен быть как можно ближе к нулевому уровню выбросов на протяжении всего своего жизненного цикла”.

Мы показали, как мы находимся на пути к безопасному хранению жидкого водорода внутри самолета. Но что происходит дальше? Как вы используете его для приведения в действие самолета? Наш следующий эпизод будет посвящен топливным элементам и тому, как преобразовать водород в электричество. Быть в курсе!