Hidrojenle çalışan, sıfır emisyonlu havacılığın hayali ve heyecanı, Washington’un merkezindeki Moses Gölü‘nden kalkışa hazırlanacak. İddialı proje, Washington’daki küçük bölgesel turboprop uçakları hidrojen yakıtı ile uçacak şekilde değiştirmeyi, onları yolcu taşımaları için test etmeyi, sertifikalandırmayı ve hidrojen havacılığının ekonomik olarak uygulanabilir olduğunu göstererek potansiyel olarak havacılığın karbonsuzlaştırılmasına uzun vadeli bir çözüm sunmayı amaçlıyor.
Hem Airbus hem de United Technologies‘in eski teknoloji sorumlusu ve temiz enerji vizyoneri Paul Eremenko tarafından yönetilen Los Angeles merkezli Universal Hydrogen girişimi, orta büyüklükteki turboprop uçakları, hidrojenle çalışacak şekilde geliştiriyor. Universal Hydrogen ile ortak olan şirketler; havacılık ve uzay mühendisliği ve sertifikasyon firması AeroTEC of Seattle, elektrik motoru şirketi MagniX of Everett ve Spokane’de hidrojen yakıt hücresi tesisi bulunan New York merkezli Plug Power’dır.
Şekil 1. Turboprop motor.
Eremenko bir röportajda, 2025’te Federal Havacılık İdaresi sertifikası almayı beklediğini ve “Hedefimiz yolcu taşımacılığında mümkün olan en kısa sürede söz sahibi olmaktır.” dedi.
Güçlendirme için ilk hedef olarak, yaygın olarak Dash 8 olarak bilinen De Havilland Canada DHC-8 turboprop düşünülmüştür. Dönüştürülecek olan versiyon, Alaska Havayolları tarafından uçurulacak 50 yolcu kapasiteli küçük bir modeldir. Şirket, uçağın yakıtı olacak hidrojenle dolu büyük kapsülleri yerleştirmek için 10 koltuk ayırmayı ve kapasiteyi yaklaşık 40 yolcuya indirmeyi planlıyor. Daha sonra proje, 78 yolcu kapasiteli1 ATR 72 turboprop için aynı değişiklik yapılacak ve dönüşüm sonrasında koltuk sayısı yaklaşık 58 yolcu olarak düzenlenecektir.
Şekil 2. (A) ATR-72, (B) Canada DHC-8 turboprop uçakları.
Universal Hydrogen, hızlı bir şekilde yüklenebilen ve boşaltılabilen 2,13 metre uzunluğunda, 0,91 metre çapındaki hidrojen kapsüllerinden oluşan ikili yığınların havaalanlarına teslim edilmesi için kapsamlı bir lojistik altyapı kurmayı teklif ediyor.
Halihazırda yer tabanlı hidrojen yakıt hücreleri üreten Plug Power, uçak güvenlik standartlarına göre sertifikalandırılabilen daha hafif yakıt hücreleri geliştirmek zorunda kalacak. MagniX, pervaneleri döndürmek için elektriği kullanan motorları üretecek. Tüm bunları birbirine bağlayan Universal Hydrogen, yakıt hücresi ve motor için kompresörler, nemlendiriciler ve soğutma sistemlerinin yanı sıra tüm sistem için elektronik kontrol algoritmaları da dahil olmak üzere, yakıt hücresi ve elektrik motorunun etrafına sarılmış tüm yardımcı ekipmanı uçağa entegre etmelidir.
AeroTEC‘in mühendisleri, hidrojen kapsüllerini yüklemek için yeni bir kargo kapısı ve tüm ekipman için tutma armatürlerini tasarlayarak uçak gövdesini değiştirip ve ardından tüm uçağı FAA sertifikasyon süreci boyunca projeyi yönlendirecekler.
Everett’te yaklaşık 60 kişinin çalıştığı MagniX‘in CEO’su Roei Ganzarski, bu çalışmanın havacılığın geleceğini temsil ettiğini söyledi. Bunun Washington’da olmasının da devleti elektrikli havacılık alanında lider konumuna getireceğini belirtti.
Toplamda 250 kişilik bir işgücüne sahip olan AeroTEC‘in başkanı Lee Human, başlangıçta hidrojen projesinde yaklaşık 30 kişinin çalışmasını beklediğini, başarılı olması durumunda kadronun genişleyeceğini ve birden fazla uçağın güçlendirilmesi için de Moses Gölü’nün gelişim istasyonu olacağını belirtti. Gelecek yılın başlarında Canada DHC-8 ve ATR 72 turboprop uçaklarını geliştirmeye başlayacağını söyledi. Testler, her iki uçak dönüştürülmeden önce hidrojen ve diğer geleneksel gazları kullanan bir motorla başlayacak.
Şekil 3. Hidrojen kapsüllü uçakların çalışma mekanizması.
Eremenko‘nun girişimi, bu on yılda hidrojen havacılığının küçük bölgesel yolcu uçakları ölçeğinde çalışmayı hedefliyor. Boeing ve Airbus şirketlerine de 737 MAX ve A320neo modelleri için 2030’da yeni tek koridorlu jetler tasarlarken yakıt türü olarak hidrojeni seçiyor.
Hidrojen yakıtlı uçaklar yalnızca su buharı yayacak olsa da, hidrojen üretiminin çoğu şu anda doğal gazdan geliyor. Bu teknolojinin gerçekten sürdürülebilir olması için, dünyanın elektroliz yoluyla “yeşil hidrojen” üretmesi gerekiyor. Bugün üretilen toplam hidrojenin sadece %1‘i su elektrolizi ile elde ediliyor ve çoğu tahmin, yeşil hidrojenin 2030’lara kadar büyük ölçekte üretilemiyeceğini söylüyor. Airbus ve Boeing, bu hidrojen devrimi için çok daha uzun bir zaman çizelgesi öngörüyor. Boeing CEO’su Dave Calhoun haziran ayında Havacılık Haftası’na verdiği demeçte, “Bunun şimdi ile 2050 arasında bizim için bir şey sağlayacağına inanmıyorum.”
Rakip Airbus, aktif olarak hidrojen teknolojisini takip ediyor olsa da, şubat ayında Avrupa Komisyonu‘na sızdırılan bir bilgiye göre, hidrojenin 2035’ten itibaren bölgesel ve daha kısa menzilli uçaklara güç verebileceğini, ancak daha büyük A320 boyutu için geleneksel gaz türbinli motorların gerekli olacağını kabul etti.
Kaynaklar
1.https://www.atr-aircraft.com/our-aircraft/atr-72-600/
2.https://techxplore.com/news/2021-08-hydrogen-powered-aviation-turboprops-venture.html