Tại một nhà chứa máy bay ở vùng nông thôn Bedfordshire, công ty Cranfield Aerospace Solutions của Anh đang lặng lẽ vạch ra lộ trình cho một kỷ nguyên mới của ngành hàng không không phát thải. Jon Excell báo cáo.
Phải mất tất cả các loại để thúc đẩy một cuộc cách mạng. Trong khi một số người thổi phồng mọi thành tựu và cột mốc từ mái nhà, những người khác thích làm việc lặng lẽ dưới radar, phá vỡ vỏ bọc chỉ khi họ tự tin rằng họ có điều gì đó để hét lên. Cranfield Aerospace Solutions (CAeS) là một trong những công ty như vậy.
Ban đầu được tách ra từ Đại học Cranfield của Bedfordshire vào cuối những năm 1990, CAeS đã tạo nên tên tuổi cho chính mình khi thực hiện công việc thiết kế, bảo trì và sửa đổi cho một số tên tuổi lớn nhất trong ngành hàng không. vũ trụ. Nhưng khi Giám đốc điều hành hiện tại - Paul Hutton, cựu Giám đốc điều hành của Airbus và Thales - tiếp quản vào năm 2015, ông đã nhận ra cơ hội để áp dụng chuyên môn khó giành được này vào thử thách. Thách thức lớn nhất của ngành hàng không dân dụng - nỗ lực phát thải ròng bằng 0 - và đưa ra một chiến lược đầy tham vọng để biến công ty thành nhà thiết kế và sản xuất máy bay không carbon hàng đầu thế giới.
Trọng tâm của tầm nhìn này là một sáng kiến được gọi là Dự án Fresson (được đặt theo tên của nhà tiên phong hàng không Scotland Ted Fresson), một nỗ lực nhiều giai đoạn để cung cấp các chuyến bay thương mại chạy bằng năng lượng. hydro, ban đầu là chuyến bay khu vực và tiểu vùng. Và trong khi một số công việc truyền thống của công ty vẫn tiếp tục - chẳng hạn như CAeS vẫn chịu trách nhiệm duy trì Bão và Bão lửa của BBMF (Chuyến bay tưởng niệm Trận chiến nước Anh) - Fresson hiện là trọng tâm chính của khu vực.
Bước đầu tiên trên con đường này, công ty hiện đang sửa đổi Britten-Norman Islander (một máy bay tiện ích hạng nhẹ chín chỗ ngồi và máy bay khu vực vẫn được sử dụng trên khắp thế giới) với hệ thống đẩy chạy bằng năng lượng. pin nhiên liệu hydro. Các kế hoạch hiện tại sẽ thấy trình diễn này bay lên bầu trời vào đầu năm tới, với một sản phẩm sẽ ra mắt ngay sau đó. Ngoài ra, công ty hy vọng sẽ mở rộng quy mô và áp dụng bí quyết của mình cho các máy bay ngày càng lớn hơn, cuối cùng định vị mình là nhà chế tạo máy bay phát thải ròng bằng không hàng đầu trên thế giới.
"Tham vọng của chúng tôi là đưa tất cả các thiết kế và sản xuất máy bay trở lại Vương quốc Anh" – Robert Marsh – Giám đốc kỹ thuật, CAeS.
Đó là một tham vọng đại diện cho một sự thay đổi cơ bản khỏi trọng tâm truyền thống của nó, nhưng, như Giám đốc kỹ thuật của Cranfield, Robert Marsh giải thích, đó là một sự thay đổi được xây dựng dựa trên phần lớn chuyên môn hiện có của nó. "Chúng tôi có một tổ chức thiết kế, bảo trì và sản xuất rất giàu kinh nghiệm và lành nghề với rất nhiều phê duyệt CAA (Cục Hàng không Dân dụng), nhiều kỹ năng tốt và nền tảng của tất cả các quy trình đó. Tất cả những loại chuyên môn đó đều có thể áp dụng cho Fresson", ông nói.
Giám đốc chiến lược Jenny Kavanagh nói thêm: "Chúng tôi là những người làm máy bay và chúng tôi hiểu điều gì sẽ xảy ra với hiệu suất và hành vi của máy bay khi bạn sửa đổi nó. Chúng tôi đã có khoảng 30 năm kiến thức sâu rộng về máy bay, đó là những gì bạn cần để thực hiện một sửa đổi lớn như vậy đối với máy bay.
Đó là phả hệ này, cô tuyên bố, cùng với tư duy khởi nghiệp nhanh nhẹn pha trộn dễ dàng với các công ty trẻ hơn nhiều, điều này mang lại cho công ty một lợi thế so với những người mới tham gia. Này. "Một phần của sự hấp dẫn của các công ty mới này là họ đặt ra những câu hỏi hóc búa. Và bạn cần điều đó khi bạn đang cố gắng phá vỡ công nghệ của một ngành công nghiệp. Một trong những USP của chúng tôi là thực tế là chúng tôi đang đặt những câu hỏi đó và thách thức các tiêu chuẩn, nhưng chúng tôi cũng có 30 năm kinh nghiệm.
Công ty cũng đang thực hiện một cách tiếp cận khác biệt rõ rệt đối với một số người mới tương đối này. Ví dụ, trong khi ZeroAvia (có lẽ là tổ chức nổi tiếng nhất trong không gian hydro-điện bay trong khu vực) chủ yếu tập trung vào việc phát triển các IP hệ thống truyền động hybrid, CAeS quan tâm nhiều hơn đến việc phát triển kiến thức thực tế về cách tích hợp các hệ thống đẩy hydro có thể chứng nhận. lên máy bay. "Đó là về cách bạn sử dụng các công nghệ khác nhau và tối ưu hóa chúng đúng cách để không chỉ đạt được thứ gì đó có thể chứng minh được về mặt vật lý mà còn là thứ có thể chứng nhận và khả thi về mặt thương mại. Đó là những gì chúng tôi thấy là điều thực sự mà bạn phải bẻ khóa", Kavanagh nói.
Marsh giải thích rằng việc phá vỡ đai ốc này đưa ra một loạt các thách thức kỹ thuật quan trọng, đặc biệt là yêu cầu đối với phương pháp đóng gói "giống như Tetris 3D", do nhu cầu tích hợp cánh quạt vào vỏ bọc. Ban đầu được thiết kế cho động cơ tịnh tiến.
Một trong những thách thức bao trùm lớn nhất, ông nói, là yêu cầu giảm khối lượng bất cứ khi nào có thể: "Các hệ thống chúng tôi đang giới thiệu vốn đã nặng hơn các hệ thống thông thường, vì vậy khối lượng là một thách thức cả về việc giảm khối lượng của các hệ thống mới. và tiết kiệm âm lượng ở các khu vực khác.
Một rào cản lớn khác liên quan đến quản lý nhiệt; với sự khác biệt tương đối nhỏ giữa nhiệt độ hoạt động của pin nhiên liệu là 70 ° C và nhiệt độ môi trường xung quanh khoảng 50 ° C, giúp thoát nhiệt thải mà không tạo ra khối lượng bổ sung đáng kể. rất khó. "Nếu bạn làm điều đó với bộ tản nhiệt ô tô thông thường, nó sẽ quá lớn khiến máy bay không thể cất cánh," Marsh nói. Để giải quyết vấn đề này, nhóm đã làm việc với Reaction Engines để phát triển một bộ trao đổi nhiệt nhẹ, nhỏ gọn, lực cản thấp dựa trên công trình tiên phong của công ty Oxfordshire về động cơ tên lửa SABRE.
Với các giải pháp cho những vấn đề này và các vấn đề quan trọng khác hiện đang được đưa ra, nhóm nghiên cứu đang chuẩn bị cho các thử nghiệm trên mặt đất trước chuyến bay trình diễn đầu tiên, dự kiến vào quý đầu tiên của năm. 2024.
Giả sử điều này diễn ra theo kế hoạch, một chương trình thử nghiệm bay đầy đủ sẽ được thực hiện và một sản phẩm thương mại - hay chính xác hơn là Giấy chứng nhận loại bổ sung (STC) phê duyệt. được quy định đầy đủ để sửa đổi Islander - có thể được đưa ra ngay sau năm 2026. Kavanagh cho biết công ty đã khám phá một số thị trường tiềm năng và hy vọng các ứng dụng đầu tiên sẽ ở Anh, với châu Âu châu Âu sẽ theo sau ngay sau đó.
Nhóm nghiên cứu cũng để mắt đến giai đoạn tiếp theo của Dự án Fresson, sẽ khám phá việc mở rộng khái niệm này sang máy bay lớn hơn, mạnh hơn. Để cung cấp tầm bay cần thiết, chiếc máy bay kế nhiệm này sẽ sử dụng hydro lỏng thay vì hydro dạng khí và công ty hiện đang khám phá các ứng cử viên phù hợp để trang bị thêm với kích thước khoảng 19 chỗ ngồi.
Ngoài ra - và hơn thế nữa trong tương lai - nó dự kiến sẽ chuyển sang lĩnh vực thiết kế sạch sẽ. Kavanagh nói: "Việc trang bị thêm sẽ chỉ giúp bạn tiến xa, công nghệ hydro đã có tác động đến thiết kế khung máy bay đến mức bạn nhanh chóng bị hạn chế bởi khung máy bay đã được tối ưu hóa để chạy bằng dầu hỏa hoặc xăng. Nếu bạn thực sự muốn có một chiếc máy bay... Trên thực tế, để tận dụng tốt nhất hệ thống đẩy hydro, khung máy bay cần phải hoạt động cộng sinh với hệ thống đẩy". Những chiếc máy bay hydro-điện thế hệ tiếp theo này sẽ trông rất khác. "Hydro lỏng chiếm gấp bốn lần thể tích dầu hỏa, vì vậy bạn phải thiết kế một khung máy bay để phù hợp với thể tích đó mà không lấy ra một nửa chỗ ngồi. Máy bay có thể sẽ lớn hơn, có thể với sải cánh lớn hơn và chắc chắn có hình dạng khác nhau".
Tuy nhiên, trong khi chờ đợi, trọng tâm chính là đưa Islander lên không trung, và trong khi chiếc máy bay nhỏ bé ban đầu sẽ không có nhiều tác động đến lượng khí thải toàn cầu của hàng không dân dụng, Kavanagh tin rằng thành công của nó sẽ đánh dấu một thời điểm quan trọng trong lĩnh vực này. Chuyển đổi sang động cơ sạch hơn. "Hàng không tiểu vùng chiếm ít hơn một phần trăm lượng khí thải của ngành, vì vậy hãy rõ ràng, những chiếc máy bay này sẽ không khử carbon cho ngành hàng không. Nhưng tôi tin rằng sự thành công của các tổ chức như CAeS sẽ đánh dấu một bước ngoặt quan trọng ... Vàng với những chiếc máy bay nhỏ này là những gì họ tạo điều kiện. Đó là về việc vượt qua ranh giới đó."
Mặc dù có những rào cản kỹ thuật lớn cần vượt qua để theo đuổi tầm nhìn đầy tham vọng này, nhưng có lẽ thách thức lớn nhất mà công ty phải đối mặt ngay bây giờ là có được sự kết hợp đúng đắn của các kỹ năng. tàu.
Công ty đã phát triển nhanh chóng trong những năm gần đây, tăng hơn gấp đôi lực lượng lao động lên khoảng 120 người trong năm năm qua. Nhưng bây giờ nó cần phát triển nhanh hơn nữa và hiện đang tìm kiếm các kỹ sư từ nhiều lĩnh vực và lĩnh vực, đặc biệt là trong lĩnh vực hydro.
Đọc tin tức mới nhất về ngành công nghiệp pin nhiên liệu và hydro tại FuelCellsWorks
Với các công ty khác cũng đang tìm kiếm cơ hội trong lĩnh vực mới nổi này, sự cạnh tranh cho các kỹ sư hàng không vũ trụ thế hệ tiếp theo này rất khốc liệt, nhưng Marsh tin rằng có rất ít điểm đến. thú vị hơn CAeS. "Những người đến đây sẽ thấy công nghệ tiên tiến nhất thế giới bay vào năm tới, và không có nhiều công việc mang lại điều đó", ông nói. "Tham vọng của chúng tôi là đưa tất cả các thiết kế và sản xuất máy bay trở lại Vương quốc Anh, vì vậy đến làm việc cho chúng tôi có nghĩa là bạn sẽ trở thành một phần của - chúng tôi hy vọng - một 'Airbus của Vương quốc Anh' thành công, một nhà sản xuất máy bay nhất quán, nơi bạn có thể nhìn thấy máy bay ra khỏi hàng và ra khỏi cửa.
NGUỒN: ENGINEER
