Pesawat tenaga hibrida
Sejarah > 2018

GE Catalyst bertenaga 1.300-shp dapat digunakan dalam propulsi hibrida-listrik: pada akhir 2016, General Electric memodifikasi turbofan pesawat tempur GE F110 untuk mengekstraksi 250 kW dari turbin HP-nya dan 750 kW dari turbin LP-nya, didukung oleh Laboratorium Riset USAF dan NASA, mengembangkan dan menguji motor listrik/generator 1-megawatt dengan GE Global Research, dan menguji inverter berpendingin cairan yang mengubah 2.400 volt DC menjadi AC tiga fase dengan sakelar berbasis silikon karbida dan modul daya MOSFET 1,7 kW.
Pada Mei 2018, perusahaan konsultan Roland Berger menghitung hampir 100 pesawat listrik sedang dalam pengembangan. Ini naik dari 70 pada tahun sebelumnya dan termasuk 60% dari perusahaan rintisan, 32% dari perusahaan dirgantara yang sudah ada, setengah dari mereka OEM utama dan 8% dari akademis, organisasi pemerintah dan perusahaan non-dirgantara, terutama dari Eropa (45%) dan AS (40%). Sebagian besar taksi udara perkotaan (50%) dan pesawat terbang umum (47%), mayoritas bertenaga baterai (73%), sementara beberapa lainnya adalah hibrida-listrik (31%), sebagian besar pesawat yang lebih besar. Para pakar industri mengharapkan pesawat hibrida-listrik 50+ kursi untuk debut dalam operasi komersial pada 2032 untuk rute seperti London-Paris.
Potensi tenaga penggerak listrik dan hibrida-listrik masih terbatas untuk penerbangan umum, menurut Textron Aviation, karena energi spesifik penyimpanan listrik masih 2% dari bahan bakar penerbangan. Konfigurasi hibrida diperlukan untuk pesawat: baterai lithium-ion termasuk kemasan dan aksesori menghasilkan 160 Wh/kg sedangkan bahan bakar penerbangan menghasilkan 12.500 Wh/kg. Karena mesin dan konverter listrik lebih efisien, daya porosnya yang tersedia mendekati baterai 145 Wh/kg sedangkan turbin gas menghasilkan 6.545 Wh/kg bahan bakar dengan rasio 45 : 1.
Untuk Collins Aerospace, rasio 1:50 ini mencegah penggerak listrik dan hibrida-listrik untuk pesawat jarak jauh, sebuah penerbangan 500 nmi (930 km) untuk pesawat dengan mesin listrik sepenuhnya,12-penumpang akan membutuhkan peningkatan enam kali lipat sementara peningkatan tiga kali lipat diproyeksikan antara 2019 dan 2029. Roland Berger mengamati baterai Li-ion terbaik mencapai 300 Wh/kg pada 2019, cukup untuk pesawat kecil, sementara pesawat regional akan membutuhkan baterai 500 Wh/kg. Untuk MTU, sebuah pesawat berlorong tunggal berukuran seperti Airbus A320 dengan propulsi listrik dengan rentang terbatas akan membutuhkan 2 kWh/kg dari 0,25 kWh/kg pada 2019 untuk memasuki layanan 30 tahun kemudian.
Uni Eropa mendanai program Hypstair dengan € 6,55 juta selama tiga tahun hingga 2016 untuk TRL 4: mockup Pipistrel Panthera menerima mesin hibrida-serial listrik, menguji coba motor 200-kW yang hanya digerakkan oleh baterai, hanya digerakkan oleh generator 100-kW dan dengan keduanya digabungkan. Ini diikuti oleh proyek Mahepa dari 2017, yang didanai oleh UE selama empat tahun dengan € 9 juta di bawah program penelitian Horizon 2020 untuk mengurangi emisi karbon penerbangan sebesar 70% pada tahun 2050, hingga TRL 6 sebelum memasuki pengembangan produk. Drivetrain Panthera akan dibagi dalam beberapa modul: generator dorong motor listrik dan generator daya pembakaran internal di hidung, antarmuka manusia-mesin dan komputasi, bahan bakar dan baterai di sayap. Uji coba darat direncanakan untuk 2019 sebelum uji terbang pada tahun 2020.
Pipistrel Taurus G4 berlambung ganda, empat kursi, bertenaga baterai, menerima mesin sel bahan bakar hidrogen DLR untuk terbang sebagai HY4 pada September 2016, dengan tangki hidrogen dan baterai di badan pesawat, sel bahan bakar, dan motor di nasel pusat. Mitra adalah pengembang motor dan inverter Jerman Compact Dynamics, Universitas Ulm, TU Delft, Politecnico di Milano dan University of Maribor. Tes darat dan penerbangan harus mengikuti tes Panthera beberapa bulan kemudian.
Sepanjang penanganan di darat mereka, penskalaan menuju pesawat 19 dan 70 kursi akan dipelajari dalam dua konfigurasi: lebih banyak modul dengan ukuran yang sama untuk propulsi yang didistribusikan listrik, atau modul berukuran lebih besar yang mengekstrapolasi hasil uji terbang, memberi tenaga pada baling-baling kembar. Penerbangan akan menguji perilaku sistem, mengukur kinerja dan keandalan, dan mengevaluasi mode kegagalan. Tingkat kegagalan satu per 10 juta jam ditargetkan, serendah di pesawat terbang konvensional, dengan komponen yang sangat andal atau dengan redundansi.
ScaleWings perusahaan Austria, pengembang dari P-51 Mustang skala replika, telah mengembangkan hibrida dan mesin piston/listrik redundan, berdasarkan modul independen: 115 L (7.000 cu in) V-twin 4-tak yang menghasilkan 80 dan 120 hp (60 dan 89 kW) ketika menggunakan turbocharge, dan motor listrik yang menghasilkan 170 hingga 350 hp (130 hingga 260 kW) ketika digabungkan.
Pada 31 Oktober 2018, Diamond Aircraft menerbangkan HEMEP, yang didanai oleh Kementerian Ekonomi Jerman dan Badan Promosi Penelitian Austria, mencapai kecepatan 130 kn (240 km/h) dan ketinggian 3,000 ft (0,914 m) dalam waktu 20 menit. Pesawat ini adalah DA40 yang dimodifikasi dengan dua motor listrik Siemens 75 kW (101 hp) di hidung yang ditenagai oleh mesin diesel Austro Engine AE 300 110 kW (150 hp) atau dua baterai 12 kWh (43 MJ). Pesawat ini dapat terbang selama 5 jam dalam mode daya tahan atau 30 menit pada mode baterai.