Motor budúcnosti prešiel skúškou bez kvapky paliva. Na 100 % vodík zvládol štart, let aj pristátie

Moderný prúdový motor prešiel od naštartovania cez vzletový výkon a cestovný režim až po pristátie bez kvapky kerozínu. Rolls-Royce však zatiaľ nevzal do vzduchu ani lietadlo, ani cestujúcich. Celý cyklus prebehol na zemi v americkom testovacom stredisku NASA.

Spoločnosť Tata Consultancy Services 14. augusta zverejnila nové zhrnutie svojej práce na vodíkovom programe. Samotný výsledok testu oznámili Rolls-Royce a easyJet už 29. apríla 2026. Nejde preto o ďalšiu skúšku, ale o podrobnejší pohľad na technológie, ktoré umožnili modernému motoru fungovať na 100 % vodíka v meniacich sa režimoch.

Letectvo vytvára približne 2 až 3 % svetových emisií CO2 a pri väčších lietadlách nedokážu batérie ponúknuť potrebný pomer hmotnosti a energie. Priame spaľovanie vodíka preto zostáva spolu s udržateľnými leteckými palivami jednou z ciest, ktoré priemysel preveruje pre lety po roku 2035.

Vzletový výkon bol najtvrdšou skúškou

Inžinieri upravili dvojprúdový motor Pearl 15, ktorý v bežnej podobe poháňa biznis lietadlá Bombardier Global 5500 a 6500. Rolls-Royce pri ňom uvádza maximálny certifikovaný ťah 15 250 libier, približne 67,8 kN. Pri teste dosiahol plný vzletový výkon iba s plynným vodíkom.

Dôležitý nie je iba údaj o palive. Vodík horí rýchlejšie než kerozín, má širší rozsah zápalnosti a kladie odlišné nároky na dávkovanie aj riadenie spaľovania. Motor musel zostať stabilný pri štarte, prudkom náraste výkonu, cestovnom režime aj jeho znižovaní pred pristátím.

TCS vstúpila do programu v roku 2024. Podľa firmy pomáhala s prepojením palivového systému a riadenia motora, analýzou spaľovania, prípravou a vyhodnotením skúšok, dátovou analýzou, riadením rizík aj detailným návrhom. Tím neskúšal iba ideálny chod. Britský úrad HSE potvrdil aj preverovanie poruchových scenárov a prevádzky pri maximálnom výkone.

Štyri roky skúšok v troch krajinách

Program sa nezačal pri Pearl 15. V roku 2022 Rolls-Royce a easyJet rozbehli upravený turbovrtuľový motor AE 2100-A na 100 % zelený vodík v Boscombe Down vo Veľkej Británii. O rok neskôr nasledovala kompletná prstencová spaľovacia komora z rodiny Pearl v nemeckom centre DLR. Vodík tam horel v podmienkach zodpovedajúcich maximálnemu vzletovému ťahu.

Ďalšou vrstvou bola vysokoprietoková a vysokotlaková vodíková infraštruktúra, ktorú HSE pomáhal navrhnúť, vyrobiť a bezpečne uviesť do prevádzky. Až potom prišla integrácia celého systému do demonštračného motora Engine GH2 a pozemný test v Stennis Space Center v Mississippi.

Rolls-Royce tvrdí, že poznatky využije aj pri ďalších pohonných systémoch vrátane programu UltraFan. Pearl 15 však nie je motor pre bežné jednouličkové dopravné lietadlo. Firma hovorí o technológii, ktorú možno škálovať pre túto kategóriu, nie o hotovom motore pripravenom pod krídlo Airbusu A320 alebo Boeingu 737.

commons.wikimedia.org/

Najväčšia prekážka zostala mimo motora

Skúška preverila spaľovanie, prívod paliva a riadenie na testovacom stojane. Nevyriešila skladovanie paliva v lietadle. Motor dostával plynný vodík z pozemnej infraštruktúry. Reálny dopravný stroj by ho pravdepodobne niesol v kvapalnom stave pri teplote približne mínus 253 stupňov Celzia.

Vodík síce obsahuje na kilogram viac energie než kerozín, no zaberá oveľa viac miesta. Podľa materiálov EASA potrebuje kvapalný vodík pri rovnakom energetickom obsahu približne štvornásobný objem. Veľké valcové alebo guľové nádrže nemožno jednoducho uložiť do tenkých krídel, preto sa musí meniť trup, rozloženie hmotnosti aj usporiadanie kabíny.

Práve na tento problém nadväzuje staršia analýza FonTechu o vodíkových lietadlách s doletom okolo 1 000 kilometrov. Samotný motor už nie je jedinou neznámou. Výrobcovia potrebujú ľahké kryogénne nádrže, čerpadlá, potrubia, detekciu únikov, nové pravidlá certifikácie a tankovanie, ktoré letisko zvládne v čase porovnateľnom s dnešnou prevádzkou.

Bez CO2 neznamená bez emisií

Vodík neobsahuje uhlík, takže pri jeho spaľovaní nevzniká oxid uhličitý. Označenie „bezemisný motor“ by však bolo nepresné. Turbína produkuje vodnú paru a pri vysokých teplotách môžu vznikať oxidy dusíka. EASA upozorňuje, že klímu ovplyvňujú aj kondenzačné stopy a ďalšie neuhlíkové účinky letectva.

Rozhoduje aj pôvod paliva. Medzinárodná energetická agentúra uvádza, že nízkoemisná výroba vodíka dosiahla v roku 2025 necelý milión ton a v roku 2026 má prvýkrát prekročiť 1 % svetovej produkcie. Väčšina vodíka teda stále vzniká z fosílnych palív. Bez prudkého rozšírenia čistej výroby by sa emisie iba presunuli z motora k výrobe paliva.

FonTech sa venoval aj katalyzátoru, ktorý môže zlacniť elektrolýzu bez drahých kovov, zatiaľ čo druhou cestou zostáva udržateľné letecké palivo vyrobené z odpadu. Rolls-Royce počíta s vodíkom najmä pri kratších trasách a menších až stredne veľkých lietadlách. Diaľkové lety majú ešte dlho zostať doménou úspornejších turbín a SAF.

Test uzavrel jednu dôležitú otázku. Moderná letecká turbína dokáže na vodíku zvládnuť celý pracovný cyklus aj plný vzletový výkon. Oveľa ťažšia časť sa začína za motorom, pri nádrži, lietadle, letisku a dostatku nízkoemisného paliva.

Čítajte viac z kategórie: Novinky