Американская компания Electra представила перспективную концепцию пассажирского авиалайнера нового поколения, который сочетает традиционные авиационные технологии с электрическими системами. Проект создаётся в рамках программы NASA, посвящённой экологически устойчивой авиации будущего, и рассчитан на перевозку более сотни пассажиров.

Главной особенностью разработки стала необычная конструкция фюзеляжа в форме так называемого «двойного пузыря», а также гибридная силовая установка, объединяющая турбовентиляторные двигатели и электрические вентиляторы. По расчётам инженеров, такое решение позволит заметно сократить расход топлива, снизить выбросы и повысить общую эффективность воздушных перевозок без необходимости полностью перестраивать существующую аэропортовую инфраструктуру.

Новый взгляд на пассажирские авиалайнеры

В последние годы авиастроительная отрасль активно ищет способы уменьшить воздействие авиации на окружающую среду. Многие компании делают ставку на гибридные и электрические технологии, однако Electra решила не ограничиваться простой заменой части двигателей.

Концепт создаётся в рамках программы NASA AACES 2050 (Advanced Aircraft Concepts for Environmental Sustainability), цель которой — разработка принципиально новых воздушных судов для середины XXI века.

По словам разработчиков, задача состоит не только в повышении эффективности, но и в создании самолёта, который можно будет реально построить, сертифицировать и внедрить в гражданскую авиацию.

Фюзеляж «двойной пузырь» вместо привычной трубы

Одной из самых заметных особенностей проекта стал необычный фюзеляж типа Double Bubble («двойной пузырь»).

Вместо традиционного цилиндрического корпуса самолёт получил две объединённые между собой продольные секции. Подобная компоновка была впервые подробно изучена в рамках исследовательского проекта D8, разработанного специалистами Массачусетского технологического института (MIT).

Какие преимущества даёт такая схема?

Главное отличие заключается в том, что фюзеляж начинает участвовать в создании подъёмной силы наряду с крыльями.

Это позволяет:

• уменьшить размеры крыла;
• снизить нагрузку на конструкцию;
• сократить массу самолёта;
• улучшить аэродинамические характеристики;
• повысить топливную эффективность.

Фактически часть функций крыла берёт на себя сам корпус воздушного судна, что делает общую конструкцию более эффективной.

Гибридная силовая установка с пятью двигателями

Концепция Electra предусматривает использование сразу нескольких типов двигателей.

Под крыльями располагаются два турбовентиляторных двигателя, которые обеспечивают основную тягу во время полёта.

В хвостовой части самолёта размещены три электрических вентилятора. Они получают энергию от генераторов, связанных с основными двигателями.

Подобная схема позволяет использовать преимущества электрической тяги без необходимости оснащать самолёт огромными аккумуляторами, которые пока остаются слишком тяжёлыми для крупных пассажирских лайнеров.

Как работают хвостовые электровентиляторы

На первый взгляд размещение электрических вентиляторов в хвостовой части может показаться необычным решением. Однако именно здесь скрывается одна из главных инноваций проекта.

Во время полёта вокруг фюзеляжа образуется так называемый пограничный слой воздуха — область замедленного воздушного потока, которая обычно создаёт дополнительное сопротивление.

Электрические вентиляторы помогают захватывать этот поток и использовать его для создания дополнительной тяги. Такой подход называется BLI (Boundary Layer Ingestion) — использование пограничного слоя.

Преимущества технологии:

• снижение аэродинамического сопротивления;
• уменьшение расхода топлива;
• сокращение выбросов углекислого газа;
• возможность уменьшить размеры основных двигателей;
• повышение общей эффективности самолёта.

Инженерные сложности ещё предстоит решить

Несмотря на привлекательность концепции, её реализация связана с серьёзными техническими вызовами.

Специалистам предстоит решить вопросы:

• передачи больших объёмов энергии между системами;
• охлаждения электрического оборудования;
• управления тепловыми нагрузками;
• снижения уровня шума;
• обеспечения надёжности гибридной силовой установки.

Подобные задачи считаются одними из самых сложных в современной авиационной инженерии.

Electra рассчитывает на практическое применение технологии

В компании подчёркивают, что проект создаётся не как демонстрация футуристических идей, а как потенциально реализуемый самолёт для коммерческих авиаперевозок.

По словам директора по стратегии Electra Паркера Васика, электрификация позволяет размещать элементы двигательной установки в тех местах, где ранее это было невозможно, значительно улучшая взаимодействие между аэродинамикой самолёта и его силовой системой.

Разработчики уверены, что подобный подход способен стать одним из ключевых направлений развития гражданской авиации в ближайшие десятилетия, помогая сократить расход топлива и уменьшить экологический след воздушного транспорта без радикального изменения привычной инфраструктуры аэропортов и авиакомпаний.