Объемы пассажирских и грузовых авиаперевозок во всем мире неуклонно растут. Аэродромы расширяются, становятся просторнее, строят все новые терминалы и взлетно-посадочные полосы. Однако порой это приводит к тому, что самолетам, чтобы занять стартовую позицию перед разбегом или, наоборот, добраться до места стоянки после приземления, приходится преодолевать многие километры по рулежным дорожкам. А ведь самолеты и на земле приводятся в движение теми же турбинами, что и в воздухе.

Понятно, что использование мощнейших авиационных двигателей, рассчитанных на полет со скоростью до тысячи километров в час, для руления по земле - не самое рациональное техническое решение, но другого привода у самолета нет, и он использует тягу турбин, даже если катится со скорость велосипедиста. А ведь это означает: лишний расход авиационного керосина, лишний грохот, лишние выбросы парниковых газов.

Электропривод с топливным элементом

Три года назад за решение проблемы взялись специалисты Института технической термодинамики при Немецком аэрокосмическом центре в Штутгарте. И вот теперь группа инженеров из отдела электрохимических силовых систем во главе с Йозефом Калло (Josef Kallo) представила автономный электропривод для колес носовой стойки шасси. Причем питается этот привод от водородно-кислородного топливного элемента.

"Наша идея состояла в том, чтобы реализовать абсолютно безэмиссионное техническое решение, - говорит руководитель проекта. - Конечно, привод передних колес можно было сделать и дизельным, но это привело бы к выбросам: выбросам мелкодисперсных частиц, выбросам углекислого газа. А водородно-кислородный топливный элемент производит только чистую воду".

Правда, полная экологическая нейтральность такой системы достигается лишь при условии, что для получения водорода используются экологически чистые источники энергии. Зато если это действительно так, то один Франкфуртский аэропорт мог бы каждый день предотвращать выброс в атмосферу такого же количества углекислого газа, какое производят 25 автомобилей среднего класса за весь срок своей эксплуатации.

Незаметная и бесшумная инновация

Штутгартские инженеры в сотрудничестве с авиастроительным концерном Airbus и техническим подразделением авиакомпании Lufthansa уже провели первые испытания своего изделия, установив его на одном из аэробусов А-320. Весь монтаж занял два рабочих дня. Колесная пара носовой стойки шасси обрела ободья совершенно новой конструкции, и в каждый из них механики встроили по электромотору, а питающий их топливный элемент разместился в грузовом отсеке.

Тем самым разработчики выполнили тот пункт технического задания, в котором предписывалось свести к минимуму изменения, вносимые в серийно выпускаемый самолет. Во всяком случае, неспециалист едва ли сможет заметить, что носовое шасси имеет автономный привод. Тем более что и убирается оно точно так же, как стандартное шасси.

Первые рулежные испытания в Гамбурге прошли вполне успешно. Мало того, что электродвигатели легко сдвинули с места и покатили самолет массой 47 тонн, так они еще и проделали все это практически беззвучно. Во всяком случае, противошумные наушники, без которых работа наземного персонала аэродрома обычно невозможна, на сей раз не понадобились.

Задний ход и полная безопасность

Но этим преимущества нового привода не исчерпываются, говорит Йозеф Калло: "Электродвигателю все равно, в какую сторону вращаться. И передаточному механизму это тоже безразлично. Значит, самолет, оборудованный носовой колесной парой с электроприводом, располагает и автономным задним ходом. То есть тут можно будет обойтись без потребляющего уйму горючего дизельного аэродромного тягача, который обычно используется для буксировки воздушного судна от места стоянки к рулежной дорожке".

Конечно, дополнительное оборудование сделает самолет тяжелее, но ненамного. Масса всей системы - 130 килограммов, а это пустяки, если иметь в виду, что благодаря ей экономится до 400 литров авиационного горючего в день. Остается открытым вопрос безопасности: ведь водород, которым должен заправляться топливный элемент, взрывоопасен.

Но Йозеф Калло не видит тут проблемы: "На многих немецких аэродромах уже сегодня имеются водородные заправочные станции - для наземных транспортных средств с водородным приводом. И там вопросы технологической безопасности решены на самом высоком уровне, все сотрудники прошли соответствующую подготовку. Так что заправку самолетов, даже если их будет много, можно реализовать быстро и эффективно".

И по шоссе, и по рельсам

Правда, если с точки зрения экологии имеет смысл оснастить таким приводом носовые шасси всех самолетов без исключения, то в экономическом отношении окупит себя лишь переоборудование самолетов, выполняющих короткие рейсы, а потому раскатывающих по рулежным дорожкам помногу раз в день.

Зато испытания электропривода показали, что сфера его применения может оказаться гораздо шире, чем изначально полагали разработчики, говорит Йозеф Калло: "Реализованное нами техническое решение может быть использовано не только в самолетах, но также в высокотоннажных дорожных и рельсовых транспортных средствах. Чтобы заставить такое тяжелое транспортное средство стронуться с места, требуется очень высокий крутящий момент, и именно таким высоким крутящим моментом характеризуется наш электропривод".

Несмотря на полный успех рулежных испытаний, серийный выпуск самолетов, оборудованных носовой колесной парой с электроприводом, начнется не раньше, чем лет через десять. По словам Йозефа Калло, в авиационной промышленности такие сроки - вещь обычная.

Автор: Владимир Фрадкин
Редактор: Дарья Брянцева