شرکت آمریکایی Joby Aviation، پیشرو در صنعت تاکسیهای هوایی برقی، با معرفی نسل جدید هواپیماهای هیدروژنی-الکتریکی و انجام اولین پرواز تجاری هیدروژنی جهان، گامی بزرگ در مسیر تحول حملونقل هوایی برداشته است. این فناوری نوین که در تازهترین رویداد صنعت هوایی معرفی شده، وعده آیندهای پاکتر، سریعتر و پایدارتر در پروازهای بینشهری و منطقهای را میدهد. اگر میخواهید با جزئیات این انقلاب سبز در صنعت هوانوردی آشنا شوید و بدانید چگونه هواپیماهای هیدروژنی-الکتریکی میتوانند آینده سفرهای هوایی را دگرگون کنند، پیشنهاد میکنیم ادامه مطلب را از دست ندهید!
معرفی کامل فناوری هواپیما هیدروژنی-الکتریکی
فناوری هواپیماهای هیدروژنی-الکتریکی یکی از پیشرفتهترین و نوآورانهترین دستاوردهای صنعت هوانوردی به شمار میرود که با هدف کاهش اثرات مخرب زیستمحیطی و افزایش کارایی پروازهای هوایی توسعه یافته است. این فناوری بر پایه ترکیب موتورهای الکتریکی با سلولهای سوختی هیدروژنی استوار است که هیدروژن به عنوان منبع انرژی پاک بدون انتشار گازهای گلخانهای به برق تبدیل میشود و موتورهای الکتریکی را تغذیه میکند.
تاریخچه این فناوری به چند دهه قبل بازمیگردد که پژوهشهای اولیه در زمینه سلولهای سوختی هیدروژنی و کاربردهای آن در حملونقل آغاز شد. با پیشرفتهای فناوری باتریهای الکتریکی و افزایش نگرانیها درباره تغییرات اقلیمی توجه شرکتهای هوافضا به سمت ترکیب هیدروژن و الکتریسیته به عنوان راهحلی پایدار معطوف شد. اکنون شرکتهای پیشرو مانند Joby Aviation در حال پیادهسازی عملی این فناوری برای تاکسیهای هوایی و پروازهای منطقهای هستند.
این تحول نه تنها نویدبخش کاهش چشمگیر آلایندگیها است بلکه میتواند مرزهای جدیدی را در سرعت، برد پروازی و کاهش هزینههای عملیاتی هواپیماها باز کند. با افزایش توسعه زیرساختهای هیدروژنی و سرمایهگذاری در این حوزه هواپیماها به سرعت در حال تبدیل شدن به گزینهای جدی برای آینده حملونقل هوایی هستند.
تفاوت هواپیماهای هیدروژنی-الکتریکی با هواپیماهای تمام برقی
یکی از سوالات مهم در حوزه حملونقل هوایی پاک مقایسه هواپیماهای هیدروژنی-الکتریکی با هواپیماهای کاملاً برقی است. تفاوت اصلی این دو فناوری در منبع تأمین انرژی و ظرفیت عملکردی آنها است.
با توجه به اهمیت روزافزون حفظ محیط زیست و حرکت به سمت حملونقل هوایی پاک، فناوریهای نوین مانند هواپیماهای تمام برقی و هیدروژنی-الکتریکی به عنوان گزینههای آینده صنعت هوافضا مطرح شدهاند. اما تفاوتهای اساسی این دو نوع فناوری در نحوه تأمین انرژی، ظرفیت عملکرد و مزایای زیستمحیطی سوالات متعددی را برای فعالان این حوزه ایجاد کرده است. در ادامه به بررسی دقیق و مقایسه جامع این دو فناوری پیشرفته میپردازیم تا دید روشنتری نسبت به نقش و آینده آنها در صنعت حملونقل هوایی پاک داشته باشیم.
منبع انرژی و نحوه تأمین آن
-
هواپیماهای تمام برقی:
این هواپیماها از باتریهای قابل شارژ مانند باتریهای لیتیوم-یونی استفاده میکنند. این باتریها مستقیماً انرژی الکتریکی لازم برای چرخاندن موتورهای الکتریکی را تامین میکنند. مزیت اصلی این سیستم سادگی آن و عدم نیاز به سوختهای فسیلی است. اما محدودیت عمده، ظرفیت انرژی باتریها است که نسبت به سوختهای سنتی یا هیدروژن بسیار کمتر است. همچنین وزن بالای باتریها به ویژه در پروازهای طولانی یک چالش بزرگ محسوب میشود. -
هواپیمای هیدروژنی-الکتریکی:
در این سیستم هیدروژن به عنوان حامل انرژی استفاده میشود. هیدروژن بهصورت فشرده یا مایع در مخازن هواپیما ذخیره میشود. سپس در سلولهای سوختی (Fuel Cells) هیدروژن با اکسیژن واکنش داده و برق تولید میکند. این برق به موتورهای الکتریکی انتقال پیدا میکند تا پرواز انجام شود. در واقع انرژی بهصورت شیمیایی در هیدروژن ذخیره شده و به برق تبدیل میشود.
۲. ظرفیت و وزن انرژی ذخیرهشده
-
باتریهای الکتریکی هواپیماهای برقی چگالی انرژی پایینتری نسبت به هیدروژن دارند. یعنی وزن بیشتری لازم است تا انرژی مشابهی تامین شود. به همین دلیل هواپیماهای تمام برقی معمولاً برد پروازی کوتاهتری دارند و بیشتر برای پروازهای کوتاهمدت یا منطقهای استفاده میشوند.
-
هواپیماهای هیدروژن چگالی انرژی بسیار بالاتری نسبت به باتریها دارد (تقریباً 3 تا 4 برابر بیشتر به ازای وزن) این یعنی میتوان انرژی بیشتری را در وزن کمتر ذخیره کرد که باعث افزایش برد پروازی و مدت زمان پرواز میشود.
۳. زمان سوختگیری و شارژ
-
در هواپیماهای تمام برقی شارژ باتریها به زمان قابل توجهی نیاز دارد (هرچند با پیشرفت فناوری شارژ سریع، این زمان کاهش یافته است). این زمان شارژ میتواند باعث افزایش زمان توقف هواپیما و کاهش بهرهوری عملیاتی شود.
-
در هواپیمای هیدروژنی-الکتریکی زمان سوختگیری هیدروژن بسیار کوتاهتر است و مشابه سوختگیری هواپیماهای سنتی با سوخت فسیلی انجام میشود. این موضوع به افزایش سرعت بازگشت هواپیما به پرواز کمک میکند.
در نهایت انتخاب بین هواپیماهای تمام برقی و هواپیماهای هیدروژنی-الکتریکی به نیازهای عملیاتی، برد پروازی و ملاحظات زیستمحیطی بستگی دارد. در حالی که هواپیماهای تمام برقی برای پروازهای کوتاه و منطقهای مناسبتر هستند. فناوری هیدروژنی-الکتریکی با ظرفیت انرژی بالاتر و زمان سوختگیری سریعتر، پتانسیل بیشتری برای توسعه حملونقل هوایی پاک در مسافتهای طولانیتر دارد. با پیشرفتهای بیشتر در هر دو حوزه آیندهای سبزتر و پایدارتر برای صنعت هوافضا در دسترس خواهد بود.
نقش Joby Aviation در توسعه هواپیماهای هیدروژنی-الکتریکی
Joby Aviation یکی از پیشگامان فناوری حملونقل هوایی برقی است که با معرفی تاکسیهای هوایی عمودپرواز الکتریکی (eVTOL) توجه گستردهای را در صنعت هوافضا به خود جلب کرده است. این تاکسیهای هوایی ابتدا با هدف تسهیل حملونقل درونشهری و کاهش ترافیک و آلودگی طراحی شدند و توانستند با ارائه پروازهای سریع، بیصدا و پاک، انقلابی در جابجاییهای شهری ایجاد کنند.
با این حال، محدودیتهای تکنولوژیکی باتریهای لیتیوم-یونی از جمله وزن بالا، چگالی انرژی پایین و زمان طولانی شارژ مانع از توسعه پروازهای با برد طولانیتر شد. از این رو Joby Aviation از مدتی پیش به دنبال استفاده از فناوری سلولهای سوختی هیدروژنی است که مزیتهای بینظیری در ظرفیت انرژی و وزن نسبت به باتریها دارد.
در این مسیر Joby Aviation پروژههای تحقیقاتی گستردهای را برای توسعه و بهینهسازی سلولهای سوختی هیدروژنی آغاز کرده است. هدف اصلی این شرکت ایجاد هواپیماهایی است که بتوانند پروازهای منطقهای و بینشهری را با برد بیش از ۶۰۰ کیلومتر و سرعتهای بالا انجام دهند، ضمن اینکه زمان سوختگیری در حد چند دقیقه باقی بماند. این فناوری میتواند تاکسیهای هوایی را از محدوده پروازهای کوتاه شهری به یک سیستم حملونقل سریع، سبز و کارآمد در مقیاس منطقهای و فراتر از آن تبدیل کند.
Joby Aviation همچنین در حال همکاری با شرکای صنعتی برای توسعه زیرساختهای سوخترسانی هیدروژن و ایمنی استفاده از این فناوری است. با توجه به سرمایهگذاریهای کلان و حمایتهای دولتی Joby Aviation در موقعیت مناسبی برای تبدیل شدن به یکی از بازیگران کلیدی در عصر جدید حملونقل هوایی هیدروژنی قرار دارد.
آینده سفرهای منطقهای با هواپیماهای هیدروژنی-الکتریکی
با ورود هواپیماهای هیدروژنی-الکتریکی به بازار آینده سفرهای منطقهای دستخوش تحولی بزرگ خواهد شد. تصور کنید پروازی مانند مسیر تهران به اصفهان که معمولاً چند ساعت طول میکشد در کمتر از ۳۰ دقیقه انجام شود. این امر نه تنها زمان سفر را کاهش میدهد بلکه به کاهش بار ترافیکی جادهها و آلودگی هوا کمک خواهد کرد.
در اروپا و آمریکا مسیرهای بینشهری کوتاه تا متوسط که معمولا توسط خودرو یا قطارهای سریعالسیر پوشش داده میشوند با استفاده از هواپیماهای هیدروژنی-الکتریکی میتوانند سریعتر، پاکتر و با هزینههای عملیاتی پایینتر انجام شوند. این فناوری امکان افزایش تعداد پروازهای روزانه، کاهش انتشار کربن و بهبود کیفیت هوا در شهرها را فراهم خواهد کرد و به یک گزینه جذاب برای مسافران و شرکتهای هواپیمایی تبدیل خواهد شد.
نتیجه گیری
در نهایت، هواپیماهای هیدروژنی-الکتریکی بهعنوان یکی از نوآورانهترین و پاکترین فناوریهای آینده صنعت حملونقل هوایی، پتانسیل بالایی برای تحول در سفرهای منطقهای و بینشهری دارند. با وجود چالشهایی مانند توسعه زیرساختهای سوخترسانی و مسائل ایمنی، پیشرفتهای فنی و حمایتهای جهانی نشان میدهد که این فناوری میتواند جایگزین مناسبی برای سیستمهای سوخت فسیلی باشد و مسیر را برای حملونقل هوایی پایدارتر و دوستدار محیط زیست هموار کند. شرکتهایی مانند Joby Aviation و رقبا در سراسر جهان با سرمایهگذاری و تحقیق گسترده، آیندهای سبزتر و پرسرعتتر را برای سفرهای هوایی رقم خواهند زد.
