Firma RTX poinformowała o kroku, który ma otwierać drogę do sensownych hybryd w samolotach regionalnych. Kontrowersyjnie? Jeszcze jak, bo tak się składa, że “hybrydowo-elektryczny napęd” w lotnictwie brzmi jak proste przeniesienie rozwiązań z samochodów, ale w praktyce dotyka problemów, które w aucie są irytujące, a w samolocie są egzystencjalne: masa, zarządzanie energią na wysokim napięciu i bezpieczeństwo w sytuacjach awaryjnych. Ten konkretny projekt ma jednak wielką ambicję, bo ma doprowadzić do poprawy sprawności zużycia paliwa rzędu 30% względem najbardziej dopracowanych silników w tej niszy.
O co chodzi w hybrydzie i dlaczego akurat regionalne samoloty?
Jeśli ktoś oczekuje samolotu, który poleci “na prądzie” jak duży dron, to zderzy się z twardą fizyką. Paliwa lotnicze mają ogromną gęstość energii, a współczesne akumulatory (choć ciągle lepsze), wciąż przegrywają w tej jednej kategorii tak wyraźnie, że pełna elektryfikacja większych maszyn oznaczałaby albo dramatyczny spadek zasięgu, albo absurdalną masę pakietów, które zabierają miejsce pasażerom i ładunkowi.
Czytaj też: Venom zaskoczył. Zbudowali bezzałogowy samolot uderzeniowy w 71 dni
Stąd pomysł, by nie zastępować całego silnika odrzutowego, a zamiast tego go wspierać. W lotach regionalnych profil misji jest bowiem wdzięczny dla hybrydy, obejmując sporo startów i wznoszeń, czyli faz, w których zapotrzebowanie na moc jest wysokie, a z punktu widzenia zużycia paliwa liczy się każdy procent. W tym układzie klasyczny silnik cieplny (w praktyce turbina w konfiguracji turbośmigłowej) ma robić swoje w przelocie, a elektryka ma pomagać na ziemi, przy starcie i we wznoszeniu, czyli dokładnie tam, gdzie “dodatkowy zastrzyk” mocy może przełożyć się na mniejsze zużycie paliwa lub lepiej zoptymalizowany punkt pracy całego układu.
Co RTX przetestowało i co oznacza “pełna moc” w takim układzie?
Według opisu RTX, zespół uruchomił eksperymentalny system napędowy i akumulatory na pełnej mocy po raz pierwszy w takiej konfiguracji. W świecie wysokich napięć i tysięcy połączonych ogniw samo hasło “zadziałało” nie jest oczywiście byle czym, a serią warunków brzegowych, obejmujących nie tylko stabilną pracę, ale też kontrolę temperatur, brak niepożądanych zjawisk elektrycznych i przewidywalne zachowanie w całym zakresie obciążeń. Warto też zauważyć, że program komunikował tego typu “pełnomocowe” osiągnięcia już wcześniej, bo m.in. w czerwcu 2025 roku Pratt & Whitney Canada mówiło o teście end-to-end, obejmującym zintegrowany układ napędowy i akumulatory, prowadzonym w Longueuil w Quebecu.
Czytaj też: F-35 za drogie? Nasze wojsko weryfikuje samolot, który będzie polować na drony za ułamek kosztu
Innymi słowy, w ciągu ostatnich lat wiele dzieje się z tym dokładnie projektem, który obejmuje połączenie trzech elementów: klasycznego silnika od Pratt & Whitney Canada, silnika elektrycznego o mocy 1 MW od Collins Aerospace oraz akumulatora 200 kWh dostarczonego przez szwajcarskie H55. Całość spina przekładnia, która pozwala napędzać śmigło z turbiny, z elektryka albo z obu naraz. Tu pojawia się pierwsza pułapka interpretacyjna, bo choć 200 kWh robi wrażenie, to przy 1-megawatowym silniku oznacza to, że gdyby układ pobierał pełny 1 MW z akumulatora, to 200 kWh wystarczyłoby na 0,2 godziny, czyli 12 minut.
Masa, czyli wojna o każdy kilogram wreszcie ma sens
W komunikatach o hybrydach powtarza się jedno słowo: masa. RTX opisuje problem wprost – nikt nie chce “pustego samolotu wypełnionego akumulatorami”, bo każda dodatkowa masa to albo mniej pasażerów, albo mniej ładunku, albo krótszy zasięg. Dlatego projektanci grzebią w detalach, które w innych branżach byłyby drugorzędne: materiały, magnesy o wysokiej gęstości mocy i elementy energoelektroniki, które upychają więcej możliwości w mniejszej objętości. Drugi filar trudności to wysokie napięcie.
Czytaj też: Samolot NASA runął na pas i jechał po betonie w iskrach. Wideo wygląda jak scena z filmu
Układ hybrydowy dla samolotu regionalnego wymaga tysięcy ogniw połączonych w system pracujący na wysokich poziomach napięcia, co zwiększa sprawność, ale jednocześnie wprowadza ryzyko przegrzewania oraz wyładowań łukowych, czyli sytuacji, w której energia “przeskakuje” poza zaplanowaną ścieżkę zupełnie tak, jak miniaturowy piorun między elementami instalacji. RTX wprost podkreśla, że poziom napięć w tym systemie ma przekraczać to, co obecnie jest w produkcji w lotnictwie. Dlatego bezpieczeństwo nie kończy się na elektronice sterującej i dlatego też w projekcie przewija się podejście warstwowe: od rozwiązań konstrukcyjnych po elementy typowo “lotnicze”, jak dodatkowa ognioodporna obudowa zdolna do odpowietrzania gazów i płomieni w sytuacji awaryjnej, a także modułowość, która pozwala rozłożyć akumulatory w różnych miejscach płatowca, by lepiej zarządzać masą.
Co dalej i gdzie jest największy znak zapytania?
Kolejny etap dążenia do pierwszego lotu hybrydowego samolotu obejmuje integrację napędu z przebudowanym De Havilland Canada Dash 8-100 i przejście z komory testowej do prób w locie. Następne uruchomienie “na pełnej mocy” ma odbyć się już w powietrzu, a zespół ma kontynuować testy naziemne i współpracę z AeroTEC przy instalacji sprzętu na samolocie, m.in. w Moses Lake w stanie Waszyngton. Aktualnie więc największy znak zapytania nie dotyczy tego, czy układ “zadziała”, tylko jak dobrze zadziała w realnym profilu operacyjnym. 30% poprawy zużycia paliwa brzmi jak cel, który może być osiągalny w określonych scenariuszach, ale będzie zależny od masy, strategii użycia elektryka, chłodzenia, ograniczeń bezpieczeństwa i tego, ile energii da się sensownie “włożyć” w samolot bez zabierania mu tego, co w lotnictwie zarabia – miejsc i zasięgu. Co ciekawe, nie jest to jedyna próba zelektryfikowania odrzutowych silników.
