क्यों इस अंतरिक्ष युग हवाई जहाज उड़ान हमेशा के लिए बदल सकता है

(CNN) – यह एक अंतरिक्ष यान की तरह दिखता है, ईंधन पर चलता है जो कुछ साल पहले तक विशेषज्ञ “पागल” कह रहे थे, और ड्राइंग बोर्ड को मुश्किल से छोड़ दिया है, लेकिन दुनिया के प्रमुख विमान निर्माताओं में से एक की दृष्टि में, यह निस्संदेह भविष्य है।

दूर का भविष्य भी नहीं। एयरबस को उम्मीद है कि हम जेट इंजन के प्रदूषण और फ्लाइट-शेमिंग के दिनों को पीछे छोड़ते हुए महज 15 साल में अपने एक नए डिजाइन के दम पर आसमान में चढ़ जाएंगे।

मिश्रित विंग एयरक्राफ्ट हाल ही में एयरबस द्वारा उतारे गए ईको-फ्रेंडली हाइड्रोजन-फ्यूल मॉडल की त्रिमूर्ति में से एक है, जो विमानन उद्योग के डीकार्बोनाइजेशन को गति देने के लिए अपनी महत्वाकांक्षाओं के हिस्से के रूप में है।

यह एक साहसिक योजना है, और एक कि कुछ ही महीने पहले जीवाश्म ईंधन से चलने वाली हवाई यात्रा की मांग के रूप में काल्पनिक लग रहा था, बढ़ती पर्यावरणीय चिंताओं के लिए स्पष्ट रूप से प्रतिरक्षा।

लेकिन कोविद -19 के आगमन और विमानन पर इसके प्रभाव ने अनजाने में दुनिया को हवा में लाने की तकनीक पर पुनर्विचार के प्रयासों के लिए एक उड़ान मार्ग को मंजूरी दे दी।

एयरबस ने अपने नए कार्यक्रम ZEROe को बपतिस्मा दिया है। डिजाइन का पता चला प्रोटोटाइप नहीं हैं, लेकिन पहले जलवायु-तटस्थ वाणिज्यिक विमानों का निर्माण शुरू करने के लिए आवश्यक तकनीक का पता लगाने के लिए एक प्रारंभिक बिंदु है।

“आप संभावित रूप से महामारी से कैसे उभर सकते हैं, जलवायु तटस्थता के साथ एक प्रमुख दीर्घकालिक प्रतिस्पर्धा कारक के रूप में?” एयरबस की मुख्य प्रौद्योगिकी अधिकारी, ग्राज़िया विटदिनी ने नई योजनाओं के बारे में जानकारी देते हुए बयानबाजी की।

उन्होंने कहा, “यह असंभव नहीं होगा। संकट से पहले भी, यह एक स्वीकृत और साझा दृष्टिकोण बन गया है कि जलवायु की रक्षा करना और हमारे पर्यावरण की रक्षा करना महत्वपूर्ण अपरिहार्य कारक हैं, जिस पर हमें उड़ान के भविष्य का निर्माण करना है,” उसने कहा।

हाइड्रोजन क्यों?

एयरबस की 2035 तक शून्य-उत्सर्जन यात्री विमान बाजार में लाने की योजना का मतलब है कि उसे 2025 में प्रौद्योगिकी के संदर्भ में एक पाठ्यक्रम शुरू करने की आवश्यकता है। वास्तव में इसे कई पाठ्यक्रमों की योजना बनाने की आवश्यकता है।

ऐसा इसलिए है क्योंकि कोई एकल तकनीक विमान प्रकारों के पूरे स्पेक्ट्रम को ईंधन करने के लिए ऊर्जा आवश्यकताओं को संबोधित नहीं कर सकती है – उड़ने वाली टैक्सियों के माध्यम से लघु, मध्यम और लंबी दूरी के हवाई जहाज।

तीन नए अवधारणा विमानों के चश्मे।

एयरबस

छोटे हवाई जहाजों के लिए हाल ही में इलेक्ट्रिक एविएशन पर अधिक ध्यान केंद्रित करते हुए, एयरबस ने अब विमानन की सीओ 2 समस्याओं को हल करने के लिए एक उम्मीदवार के रूप में हाइड्रोजन की ओर रुख किया है।

एयरबस के शून्य उत्सर्जन विमान के उपाध्यक्ष ग्लेन लेवेलिन कहते हैं, “बैटरी के साथ हमारा अनुभव हमें दिखाता है कि बैटरी तकनीक उस गति से आगे नहीं बढ़ रही है जैसा हम चाहते हैं।” “यह वह जगह है जहां हाइड्रोजन आता है, यह बैटरी के मुकाबले प्रति किलोग्राम कई हजार गुना अधिक ऊर्जा प्राप्त करता है।”

Llewellyn का कहना है कि Airbus ने पहले ही एयरलाइंस, ऊर्जा कंपनियों और हवाई अड्डों के साथ हाइड्रोजन पर बात करना शुरू कर दिया है, क्योंकि “इस तरह के बदलाव के लिए वास्तव में पूरे उद्योग में और विमानन उद्योग के अंदर एक टीम बनाने की आवश्यकता होती है ताकि ऐसा हो सके।”

हाइड्रोजन लंबे समय से शिक्षाविदों द्वारा एक व्यवहार्य ईंधन के रूप में देखा गया है, लेकिन अब तक इसका व्यावहारिक समर्थन नहीं था।

शायद अब, बैटरी में बहुत कटौती नहीं हुई है, हाइड्रोजन का समय आ गया है।

“अठारह महीने पहले, जब लोगों ने एयरोस्पेस उद्योग में हाइड्रोजन के बारे में बात की थी, तो लोगों ने सोचा कि आप थोड़ा पागल थे,” क्रैनफील्ड विश्वविद्यालय में एयरोस्पेस के निदेशक इयान ग्रे ने सीएनएन ट्रैवल को बताया।

“लेकिन अब हाइड्रोजन कुछ ऐसा हो गया है जिसे हर कोई शून्य कार्बन समस्याओं के एक बहुत महत्वपूर्ण समाधान के रूप में देख रहा है,” ग्रे कहते हैं। क्रैनफ़ील्ड ज़ीरोविया का समर्थन कर रहा है – एक स्टार्टअप जिसने शून्य उत्सर्जन विमानन प्रौद्योगिकियों को विकसित करने के लिए यूके सरकार से £ 2.7m ($ 3.Three मिलियन) का अनुदान प्राप्त किया, जो Cfieldfield Airport में वाणिज्यिक-ग्रेड के विमान की दुनिया की पहली हाइड्रोजन ईंधन सेल-संचालित उड़ान को प्राप्त करता है। सितम्बर में।

एक के लिए सब और सब के लिए एक

शून्य एयरबस शून्य उत्सर्जन अवधारणा विमान

एयरबस ने टर्बोफैन अवधारणा का यह प्रतिपादन जारी किया है।

एयरबस

तीन ZEROe अवधारणाओं कार्यक्रम में 2,000+ समुद्री मील की दूरी के साथ 120-200 यात्री टर्बोफैन शामिल हैं, जो ट्रांसकॉन्टिनेंटली संचालित करने में सक्षम हैं और हाइड्रोजन पर चलने वाले एक संशोधित गैस-टरबाइन इंजन द्वारा संचालित हैं। तरल हाइड्रोजन को पीछे के दबाव वाले बल्कहेड के पीछे स्थित टैंकों के माध्यम से संग्रहीत और वितरित किया जाएगा।

फिर एक 100-यात्री हवाई जहाज है जो संशोधित गैस-टरबाइन इंजन में हाइड्रोजन दहन द्वारा संचालित टर्बोप्रॉप इंजन का उपयोग करता है। यह 1,000 से अधिक समुद्री मील की दूरी पर यात्रा करने में सक्षम होगा, जिससे यह छोटी दौड़ वाली यात्राओं के लिए एक उपयुक्त विकल्प होगा।

हालांकि, तिकड़ी में वास्तविक वार्तालाप टुकड़ा – इस लेख के शीर्ष पर चित्रित किया गया है – एक “मिश्रित-विंग बॉडी” है, जहां पंख एक उच्च सुव्यवस्थित आकार का उत्पादन करने के लिए विमान के धड़ के साथ विलय करते हैं, जैसे ” फ्लाइंग विंग ”। यह विकल्प एयरबस के MAVERIC प्रदर्शनकारी विमान के साथ अपने एयरोनॉटिकल डीएनए को साझा करता है, जिसने पिछले साल उड़ान परीक्षण किया था ताकि इस भविष्य के हवाई जहाज लेआउट के ऊर्जा-बचत लाभों का पता लगाया जा सके।

स्टार ट्रेक के बाहर कुछ ऐसा लग रहा है, एयरबस का मिश्रित पंख वाला हाइड्रोजन हवाई जहाज 200 यात्रियों को ले जा सकता है। इसका अनूठा विन्यास हाइड्रोजन भंडारण के लिए पर्याप्त स्थान प्रदान करते हुए यात्रियों के लिए एक नए प्रकार के केबिन आंतरिक लेआउट की सुविधा प्रदान करेगा।

यूरोपीय विमान निर्माता ने एक नया घुमावदार डिजाइन जारी किया है जो 20% तक ईंधन की खपत में कटौती करने का वादा करता है।

हाइड्रोजन विमान कैसे काम करता है

हवाई जहाज को अलग-अलग तरीकों से हाइड्रोजन का उपयोग किया जा सकता है: इसे संशोधित गैस टर्बाइन के माध्यम से सीधे दहन किया जा सकता है; इसे ईंधन कोशिकाओं का उपयोग करके विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित किया जा सकता है; और CO2 के साथ संयुक्त हाइड्रोजन का उपयोग सिंथेटिक केरोसिन के उत्पादन के लिए किया जा सकता है।

“हमारे लिए, इन तीन तत्वों में से पहले दो को संयोजित करना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है – संशोधित गैस टरबाइन के माध्यम से हाइड्रोजन का प्रत्यक्ष दहन, एक एम्बेडेड इलेक्ट्रिक मोटर के साथ, ईंधन कोशिकाओं द्वारा संचालित।”

“इस रास्ते पर तेजी लाने के लिए, हमारे पास पहले से ही एक शून्य-उत्सर्जन प्रदर्शनकारी पाइपलाइन है, जो मौलिक होगा, विशेष रूप से इस तरह के विमान के ईंधन भरने और विमान में सुरक्षित भंडारण और हाइड्रोजन के वितरण जैसी अवधारणाओं को जोखिम में डालने के लिए,” उसने मिलाया।

क्या मौजूदा जेट इंजन हाइड्रोजन पर चल सकते हैं?

चूंकि यह पहले से ही सफलतापूर्वक सिद्ध हो चुका है कि स्थायी विमानन ईंधन को मौजूदा जेट इंजनों में प्रतिस्थापित किया जा सकता है, अब सवाल यह है कि क्या हाइड्रोजन भी “ईंधन” में गिरावट हो सकती है।

यह कुछ ऐसा है जो रोल्स रॉयस (जो कि ZEROe प्रोग्राम से जुड़ा नहीं है) देख रहा है, अतीत में हाइड्रोजन / केरोसिन मिश्रण के साथ अपने ट्रेंट इंजन का सफलतापूर्वक परीक्षण कर चुका है।

सीएनएन ट्रैवल के हवाले से कहा गया है, “100% हाइड्रोजन में जाने से वर्तमान गैस टरबाइन डिजाइन के अनुकूलन की आवश्यकता होगी,” रोल्स-रॉयस सिविल एयरोस्पेस में एयरोस्पेस प्रौद्योगिकी और भविष्य के कार्यक्रमों के निदेशक एलन न्यूबी ने कहा।

लेकिन न्यूबी यह भी बताते हैं कि सबसे बड़ी चुनौती दहन प्रणाली में लौ तापमान और स्थिरता का प्रबंधन करना होगा। फिर ईंधन वितरण और प्रबंधन प्रणाली को अपनाने का सवाल है, विशेष रूप से तरल हाइड्रोजन के लिए। एक और चेतावनी, उन्होंने ध्यान दिया कि एक किलो हाइड्रोजन में केरोसिन की ऊर्जा का तीन गुना होता है, लेकिन इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि यह मात्रा का पांच गुना अधिक होता है।

“तो इसका उत्तर है – हाँ, यह संभव है लेकिन वर्तमान इंजन डिजाइन के इन तत्वों को फिर से तैयार करने और गैस टरबाइन को पूर्ण टैंक-से-निकास प्रणाली के रूप में देखने और इसे लेने के लिए एक बड़ा ध्यान केंद्रित करने की आवश्यकता होगी। अधिक समग्र, समग्र प्रणाली स्तर दृष्टिकोण, “न्यूबी कहते हैं।

शून्य एयरबस शून्य उत्सर्जन अवधारणा विमान

यह ज़ीरो टर्बोप्रॉप कॉन्सेप्ट प्लेन है।

एयरबस

कैसे ये अवधारणाएँ व्यावसायिक विमानन को बदल सकती हैं

एयरबस अवधारणाओं का अनावरण उद्योग के शीर्ष स्तर पर हाइड्रोजन को अपनाने वाले नागरिक एयरोस्पेस के संदर्भ में एक मील का पत्थर है।

सच है, हाइड्रोजन और हाइड्रोजन ईंधन कोशिकाओं का उपयोग करने वाले छोटे विमानों और ड्रोन के साथ चल रहे प्रयास बहुतायत से हैं। हालांकि, एयरबस की घोषणा वाणिज्यिक विमानन के लिए एक प्रमुख रणनीतिक बदलाव का संकेत देती है, जिससे हाइड्रोजन 2030 और उससे आगे के लिए लघु और मध्यम-ढोना उड़ानों के लिए आदर्श बन सकता है।

“लेकिन हाइड्रोजन हवाई जहाज को संबोधित करने का कोई मतलब नहीं है, अगर आप उस सिस्टम को देखने नहीं जा रहे हैं जिसमें यह संचालित होता है,” ग्रे को चेतावनी देता है।

एविएशन “हवाई अड्डों, हवाई यातायात नियंत्रण, विमान, और हवाई अड्डों से परिवहन और परिवहन को देखते हुए, समग्र शून्य तरीके से पूरे शून्य कार्बन मुद्दे को संबोधित करने की आवश्यकता है।”

सौभाग्य से, हितधारकों के बीच बातचीत चल रही है।

“यह ऊर्जा और विमानन पारिस्थितिकी तंत्र में बड़े पैमाने पर बदलाव लाने जा रहा है,” एयरबस के ग्लेन लेवेलियन कहते हैं। “हमने पहले ही एयरलाइंस, ऊर्जा कंपनियों और हवाई अड्डों के साथ काम करना शुरू कर दिया है क्योंकि इस तरह के बदलाव के लिए वास्तव में पूरे उद्योग में और विमानन उद्योग के अंदर एक टीम बनाने की आवश्यकता होती है ताकि ऐसा हो सके।”

हवाई अड्डे के संचालकों के बीच आकांक्षा के साथ बड़े पैमाने पर समग्र दृष्टिकोण के लिए यह आवश्यकता अपने स्वयं के कार्बन पदचिह्न को कम करने के लिए है – हाइड्रोजन हवाई अड्डे के बुनियादी ढांचे के कई पहलुओं को शक्ति दे सकता है।

उदाहरण के लिए, 2015 में, मेम्फिस इंटरनेशनल एयरपोर्ट ने दुनिया के पहले शून्य-उत्सर्जन, हाइड्रोजन ईंधन सेल द्वारा संचालित ग्राउंड सपोर्ट उपकरण का दो साल का प्रदर्शन किया, जिससे 175,000 गैलन से अधिक डीजल ईंधन और 1,700 मीट्रिक टन CO2 की बचत हुई।

टूलूस-ब्लाग्नैक हवाई अड्डे पर एक अलग पहल में, हाइड्रोजन-संचालित बसों को ईंधन देने के लिए एक हाइड्रोजन उत्पादन और वितरण स्टेशन स्थापित किया जा रहा है।

हवाई अड्डों के लिए हाइड्रोजन एक सम्मोहक ईंधन बनाता है तथ्य यह है कि यह साइट पर और साथ ही हवाई अड्डे के अपशिष्ट पदार्थों से उत्पादित किया जा सकता है।

फिनिश हवाई अड्डे की कंपनी फिनविया इसकी व्यावहारिकता का मूल्यांकन करने वालों में से है।

इन्फ्रास्ट्रक्चर और स्थिरता के वरिष्ठ उपाध्यक्ष हेनरी हैन्सन कहते हैं, “हम देख रहे हैं कि हम फिनवीया के हवाई अड्डों पर अपशिष्ट का उपयोग कर सकते हैं, जिसमें ग्लाइकॉल (डी-आइसिंग हवाई जहाज के लिए तरल पदार्थ) से अपशिष्ट भी शामिल है।”

शून्य एयरबस शून्य उत्सर्जन अवधारणा विमान

यह प्रतिपादन निर्माण में उड़ने वाले तीन शिल्पों को दर्शाता है।

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पर्यावरण के अनुकूल हवाई यात्रा की दिशा में एक महत्वपूर्ण छलांग

एक समान ईंधन होना जो एयरलाइंस और हवाई अड्डों को समान रूप से उपयोग कर सकता है, उद्योग के लिए कुल गेमचेंजर है।

हाइड्रोजन हवाई जहाज की शुरूआत और इसके पर्यावरणीय लाभ की सीमा आने वाले वर्षों में उठाव की डिग्री पर निर्भर करेगी। एयरबस की विट्टादिनी कहती है कि “हमारा अनुमान है कि यह विखंडन विकिरण के लिए हमारी यात्रा के साथ 50% से अधिक का योगदान देगा।”

हालांकि, अभी भी कई तकनीकी बाधाएं किसी भी प्रकार के बड़े आकार के हाइड्रोजन हवाई जहाज के व्यवसायीकरण में आगे हैं।

यह आंशिक रूप से वजन और आकार की बाधाओं के कारण है, न्यूबी कहते हैं, लेकिन “क्योंकि उद्योग की विश्वसनीयता और सुरक्षा आवश्यकताओं को बहुत अधिक निर्धारित किया जाता है, जिसके लिए बहुत उच्च इंजीनियरिंग परिपक्वता बाधाओं को प्राप्त करने की आवश्यकता होती है, विशेष रूप से यात्री-वहन सेवाओं के लिए।”

उनका कहना है कि हाइड्रोजन से चलने वाला विमानन चांदी की गोली नहीं है। यह विभिन्न समाधानों का एक संयोजन लेगा, जिसमें टिकाऊ विमानन ईंधन, बिजली, संकर और अधिक कुशल गैस टर्बाइन शामिल हैं, जो विभिन्न मिशनों को शक्ति प्रदान करते हैं, ताकि उद्योग को अपने उत्सर्जन लक्ष्यों तक पहुंचने में मदद मिल सके।

“टाइम-वार,” न्यूबी कहते हैं, “छोटे हाइड्रोजन-संचालित क्षेत्रीय विमान संभवतः दशक के अंत से पहले उपलब्ध हो सकते हैं।”

फ्लायर के लिए इसका क्या मतलब है

जब तक एयरबस एक कॉन्फ़िगरेशन पर नहीं बैठ जाता, तब तक यह जानना जल्दबाजी होगी कि यात्री केबिन किस रूप में या ऑन-बोर्ड अनुभव कैसा लगेगा।

लेकिन जिस चीज का अनुमान लगाया जा सकता है वह यह है कि यह मानवीय संवेदनाओं के दृष्टिकोण से कैसा लगेगा। अगर एयरबस ज़ीरो को ज़मीन से हटा सकती है, तो हाइड्रोजन फ़्लाइट-शेमिंग का मारक हो सकता है।

महामारी के बीच में इन अवधारणाओं को लॉन्च करना, शायद एयरबस के हिस्से पर प्रतिभा का एक स्ट्रोक भी हो सकता है, अब लोगों के पास समय है, जबकि कूदे जा रहे हैं, ग्रह पर इसके प्रभाव को स्वीकार करते हुए सस्ती विमानन के विशेषाधिकार को प्रतिबिंबित करने के लिए।

“कोविद, विडंबना यह है कि दुनिया के कई लोगों ने याद दिलाया है कि जब वे गर्भनिरोधक नहीं देख रहे हैं और बड़े जेट इंजन नहीं सुन रहे हैं,” ग्रे कहते हैं। “फ्लाइंग, प्रति से, समस्या नहीं है; कार्बन वह समस्या है जिसे हम दूर करने की कोशिश कर रहे हैं।”

“उड़ान ने दुनिया भर के व्यक्तियों को महान व्यक्तिगत और पेशेवर यात्रा के अवसर दिए हैं, इसलिए उत्सर्जन और कार्बन समस्याओं को हल करने पर जोर दिया गया है। हाइड्रोजन एक गेमचेंजर है, और उद्योग इसके लिए तैयार है।”

पॉल सिलेर्स एक एविएशन जर्नलिस्ट हैं जो यात्री अनुभव और भविष्य की हवाई यात्रा तकनीक में विशेषज्ञता रखते हैं। @Paulsillers पर उसका अनुसरण करें

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