Analiza możliwości wykorzystania ogniwa paliwowego SOFC jako pomocniczej jednostki mocy APU dla współczesnego samolotu pasażerskiego

Współczesne samoloty pasażerskie należą do czołówki najbardziej niezawodnych i bezpiecznych środków transportu publicznego. Samoloty te certyfikowane są m.in. normą ETOPS (Extended range Twin Operations) zezwalającą dwusilnikowym samolotom pasażerskim operować na trasach długodystansowych, wcześniej niedostępnych dla maszyn o takiej liczbie silników. Norma ETOPS wymaga jednak zastosowania na pokładzie dwusilnikowego samolotu pasażerskiego dodatkowych, awaryjnych źródeł zasilania energią elektryczną, pneumatyczną i hydrauliczną, kompensujących (częściowo) spadek wydajności pokładowych systemów energetycznych przy niesprawności jednego z silników i systemów z nimi powiązanych. W artykule przeprowadzono analizę wykorzystania różnych typów ogniw paliwowych w technice lotniczej oraz przedstawiono projekt wstępny pomocniczej jednostki mocy APU, wykorzystującej ogniwo paliwowe SOFC (Solid Oxide Fuel Cell), przeznaczonej dla (awaryjnego) zasilania energią elektryczną samolotu pasażerskiego w koncepcji „More Electric Aircraft”.

Pełny tekst (pdf)

1. Abdel-Fadil R. et al.: Electrical distribution power systems of modern civil air-crafts, 2nd Int. Conf. Energy Systems and Technologies, Cairo 2013.
2. Abdel-Hafez A.: Power generation and distribution system for a more electric aircraft - A review, Recent Advances in Aircraft Technology 2012, Ramesh Agar-wal (ed.), InTech, DOI: 10.5772/37290.
3. Adamowicz M. i inni.: Elektryczne instalacje pokładowe, Wydawnictwo Politech-niki Warszawskiej, Warszawa 1986.
4. Bradley T. H.: Modeling, Design and energy management of fuel cell systems for aircraft, PhD dissertation, Georgia Institute of Technology 2008.
5. Chick L.: Assessment of solid oxide fuel cell power system for greener commercial aircraft, Pacific Northwest National Laboratory 2011.
6. Commercial aircraft propulsion and energy systems research: reducing global carbon emissions, The National Academies Press, Washington 2016.
7. Demusiak G.: Otrzymywanie paliwa wodorowego metodą reformowania gazu ziemnego dla ogniw paliwowych małej mocy, Instytut Nafty i Gazu, Warszawa 2012.
8. Dzieranowski P. i inni: Turbinowe silniki odrzutowe, WKiŁ, Warszawa 1983.
9. Eismin T.: Aircraft Electricity and Electronics McGraw-Hill Professional 2014
10. Mackay A., Hill J.: Modelling of fuel cell APU utilization for aircraft applications, 46th AIAA Joint Propulsion Conf. & Exhibit, Nashville 2010.
11. Moir I., Scabridge A.: Aircraft systems: Mechanical, Electrical, and Avionics Subsystems Integration, Third Edition Wiley & Sons, Ltd. 2008.
12. Norma obronna NO-15-A200, Warszawa 1998.
13. Rajashekara K.: Hybrid fuel cell power in aircraft, IEEE Explore Document 2008.
14. Rajashekara K.: Solid oxide fuel cell/gas turbine hybrid APU system for aerospace applications, IEEE Explore Document 2006.
15. Scholz D.: An optimal APU for passenger aircraft, 5th CEAS Air and Space Conf., Delft 2015.
16. Spitzer C.R.: The Avionics Handbook CRC PRESS LLC, Washington 2001.
17. Stefanowicz A.: Pokładowe układy pomiarowe, Wydawnictwo Politechniki Warszawskiej, Warszawa 1984.
18. Steinberger-Wilckens R., Lehnert W.: Innovations in fuel cell technologies, RSC Publishing 2010.
19. Szczeciński S. i inni: Lotnicze zespoły napędowe cz. 1, WAT, Warszawa 2009.
20. Tareq S.: SOFC auxiliary power units (APUs) for vehicles TRRF05, Fuel Cell technology, Lund 2008.
21. Tooley M.: Aircraft electrical and electronic systems, Elsevier 2009.
22. Whyatt G., Chick L.: Electrical generation for more-electric aircraft using solid
    oxide, Fuel Cells Pacific Northwest National Laboratory 2012.
23. Zizelman J. et al.: Solid oxide fuel cell auxiliary power unit, SAE World Congress, Detroit 2002.