近日,據外媒報道,美國宇航局(NASA)與伊利諾伊大學厄巴納-香檳分校(UIUC)簽署協議,繼續推進零排放概念客機的開發工作,其概念機使用液氫作為燃料和冷卻劑,以實現超導性能,提高效率并減輕重量 。
該協議將NASA在大學領導力倡議(ULI)下的高效電氣技術飛機中心(CHEETA)項目延長了兩年(開始第二階段)。據悉,CHEETA項目第一階段于2019年啟動,原計劃今年6月完成,CHEETA也是第一個進入第二階段的ULI項目。
CHEETA項目開發了一種180座單通道概念客機,計劃于2050年投入使用。該機采用零排放推進系統,包括液氫(LH2)燃料電池、超導電纜、電子設備和電動機,液氫儲罐配置于機艙上方。
項目團隊開發了一種集中式和分布式混合電力架構,峰值功率25mW,其氫燃料電池采用高溫質子交換膜,產生的電力通過超導電纜以270V直流電的形式傳輸,經液氫冷卻到20K后輸送給一排單個功率2.5兆瓦的超導電動機,為風扇提供動力。
該機翼展40.9米(134.2英尺),較波音737-800客機長15%,長出的部分可折疊以適應機場布局;采用準圓柱形機身,液氫儲罐安裝在增壓座艙外;使用液氫冷卻電子設備,冷卻效率超過99%;超導電纜的重量是鋁導體的1/30,產生的熱量是鋁導體的1/100;低溫冷卻電機的系統功率密度50kW/kg,是目前飛機電機裝置的10倍。
CHEETA項目第二階段將開展300kW低溫冷卻電機、300kW零損耗超導電纜、300升液氫儲罐等子部件測試。其中,液氫儲罐的重量指數計劃達到0.6,意味著該系統中60%的質量是液氫(現有液氫儲罐小于30%)。
由于該機采用非常規配置,為了能夠有效集成液氫儲罐、機身和風扇等眾多子系統,CHEETA團隊計劃先使用氣態氫燃料開展縮小比例模型的飛行試驗。