Ζούμε σε μια συναρπαστική εποχή για την αεροναυπηγική. Εχουμε, μέσα σε σχετικά λίγα χρόνια, δημιουργήσει αεροσκάφη ασφαλή, με εξαιρετικές δυνατότητες και προοπτικές, τα οποία έχουν λύσει αρκετά προβλήματα για την ανθρωπότητα. Ωστόσο, έχοντας αυτό ως κατάκτηση, το καινούργιο στοίχημα που μένει να κερδηθεί σχετίζεται κυρίως με την οικολογία. Ούσα μια βιομηχανία – η δεύτερη ύστερα από εκείνη της μόδας – με καταστροφικό οικολογικό αποτύπωμα στον πλανήτη, η ανάγκη ανάπτυξης και βελτίωσης βιώσιμων τεχνολογιών και πρακτικών από όλους για τη λειτουργία της είναι επιτακτική. Σε τι στάδιο όμως βρισκόμαστε ως προς αυτό το ζήτημα, ποιες είναι οι εξελίξεις αλλά και τα σημαντικά εμπόδια που θα πρέπει να ξεπεραστούν κυρίως από την επιστημονική κοινότητα; Σε αυτά τα ερωτήματα απαντά ο Αλέξανδρος Σαρρής, ο οποίος, αν και μόλις 24 ετών, εκτός από άλλες δραστηριότητές του, συγκαταλέγεται στους επιστήμονες της αεροναυπηγικής που συμμετέχουν στη συζήτηση για τον σχεδιασμό της νέας γενιάς μαχητικών αεροσκαφών.
© Νίκος Κόκκας
Μιλήστε µας για την έρευνά σας ως προς τα µαχητικά αεροσκάφη. Ποιες είναι οι σπουδές σας;
«Απέκτησα το πτυχίο μου στο Πανεπιστήμιο του Surrey νότια του Λονδίνου και το μεταπτυχιακό μου στο Πανεπιστήµιο του Cranfield, στον σχεδιασμό αεροχημάτων, το οποίο καλύπτει μεγάλο φάσμα εναέριων οχημάτων, όχι μόνο τα αεροπλάνα όπως τα ξέρουμε. Μου άρεσε πολύ ο χώρος και συνέχισα σε διδακτορικό εστιασμένο στα στρατιωτικά αεροσκάφη του μέλλοντος. Ηθελα να ασχοληθώ με μη συμβατικά αεροσκάφη, είτε με drones είτε με κάτι άλλο. Θεωρώ ότι τα συμβατικά, εμπορικά αεροσκάφη έχουν φτάσει σε έναν κορεσμό. Φυσικά και είναι τα κλειδιά της παγκοσμιοποίησης, μας φέρνουν πιο κοντά, μεγαλώνουν τις οικονομίες, παρ’ όλα αυτά έχει κορεστεί το τι μπορεί να γίνει παραπάνω, το πώς μπορούν να εξελιχθούν. Ισως να γίνει, ας πούμε, το φτερό τους λίγο πιο εξελιγμένο, να καίνε λιγότερα καύσιμα. Θα παραμείνουν όμως ένας κύλινδρος μεταλλικός με δύο φτερά. Δεν με ενδιέφερε λοιπόν ιδιαίτερα. Μετά, έκανα και δύο πρακτικές στην ΕΑΒ (Ελληνική Αεροπορική Βιομηχανία), όπου είδα τα μαχητικά της ελληνικής Πολεμικής Αεροπορίας και μπόρεσα και δούλεψα λίγο πάνω στα αεροσκάφη που έχουμε εμείς. Στόχος μου είναι και θα είναι πάντα να μπορέσω να γυρίσω και να φέρω πίσω την τεχνογνωσία ή ό,τι μπορέσω να αποκομίσω. Θεωρώ ότι για μια χώρα όπως η Ελλάδα, που έχει πολλά γεωστρατηγικά μέτωπα ανοιχτά, το μελλοντικό μαχητικό θα πρέπει να είναι στην ατζέντα της και το έχω και στη δική μου».
Τι χαρακτηριστικά έχουν αυτά τα νέας γενιάς πολεµικά αεροσκάφη;
«Αυτή τη στιγμή δεν έχει αποφασιστεί τίποτα ακόμη. Η επιστημονική κοινότητα βρίσκεται σε συνεχή διάλογο με τη στρατιωτική και τη βιομηχανική για το πώς θα είναι οι νέες πλατφόρμες, οι οποίες ακόμη δεν υπάρχουν, είναι επόμενης γενιάς. Αυτές πρόκειται να πετάξουν γύρω στο 2038. Σύμφωνα με ένα αισιόδοξο χρονοδιάγραμμα, μέχρι το 2030 θα γίνουν δοκιμαστικές πτήσεις και θα ενταχθούν στα σμήνη των Πολεμικών Αεροποριών παγκοσμίως το 2050. Μιλάμε για βαθιά στο μέλλον. Δεν έχουν αποφασίσει, λοιπόν, όλοι τι ακριβώς θέλουν και κάποια πράγματα θυμίζουν επιστημονική φαντασία. Είμαστε πολύ πιο κοντά, βέβαια, από ό,τι πριν από 28 χρόνια που κληθήκαμε πάλι να σχεδιάσουμε μια νέα σειρά αεροσκαφών, η οποία αυτή τη στιγμή ολοκληρώνεται. Μπορεί, δηλαδή, τώρα η Ελλάδα να αγοράσει το αεροσκάφος που σχεδιάστηκε το 1995. Αλλάξαμε εντελώς τα γνωστά σε όλους μας F-16, τα πιο αναγνωρίσιμα και επιτυχημένα στρατιωτικά αεροσκάφη, τα οποία ήταν η τέταρτη γενιά, και τώρα κοιτάμε τι μπορεί να γίνει τα επόμενα χρόνια».
Τι έχει αλλάξει στα ζητούµενα;
«Κατ’ αρχάς, έχουν αλλάξει παγκοσμίως τα δόγματα. Η χρήση του αεροσκάφους δεν είναι η ίδια. Ηδη από την πέμπτη γενιά απομακρυνόμαστε από τα αεροσκάφη εξειδικευμένου ρόλου και στρεφόμαστε σε πολλαπλού. Σιγά-σιγά βγήκαν αεροσκάφη τα οποία είναι ικανά να κάνουν πολλά και όχι μόνο να βομβαρδίζουν ή να κάνουν επιθέσεις. Γίνονται όμως και πολύ ακριβά. Ενα F-16 κόστιζε 35-40 εκατομμύρια δολάρια, ενώ το πολλαπλού ρόλου 5ης γενιάς μπορεί να φτάσει και πάνω από 100 εκατομμύρια. Τα 6ης τα υπολογίζω στα 200 εκατομμύρια. Βέβαια χρειαζόμαστε πολύ λιγότερα για να καλύψουμε τις ίδιες ανάγκες. Στην Ελλάδα, για παράδειγμα, θέλαμε περίπου 160 F-16, ενώ με τα καινούργια κάνουμε την ίδια δουλειά με 25. Είναι μεγάλη η διαφορά».
Αυτό βέβαια είναι πολύ θετικό και από οικολογικής άποψης.
«Ναι. Τα τελευταία ίσως 10 χρόνια, από τη δική μου εμπειρία μιλώντας, που είναι περισσότερο ακαδημαϊκή, ασχολούμαστε με αυτό που λέμε «life cycle» (κύκλος ζωής) του αεροσκάφους. Μέχρι το 2010, τόσο πρόσφατα δηλαδή, φτιάχναμε μηχανές που δεν μας ένοιαζε τι θα τις κάνουμε όταν τελειώσουν οι κύκλοι που μπορούν να διαγράψουν στην ενεργό δράση. Πλέον, όμως, όλοι οι εμπλεκόμενοι φορείς άρχισαν να σκέπτονται από μια οπτική κύκλου ζωής. Οπότε ξεκινάμε από τη σύλληψη κιόλας του project, από τη συλλογή των υλικών που θα χρειαστεί μέχρι και την ανακύκλωσή του, να σκεπτόμαστε πώς θα έχει το ελάχιστο οικονομικό και περιβαλλοντικό αποτύπωμα. Το κάνουμε και στα στρατιωτικά, που υποτίθεται ότι είναι τα τελευταία που θα ακολουθήσουν κάποια οικολογική προσέγγιση και συνήθως εξαιρούνται από διεθνείς κανόνες. Λειτουργούν σε ένα πλαίσιο εκτός όλων των υπολοίπων. Δηλαδή η EASA (European Aviation Safety Assessment) έχει βάλει πολύ αυστηρούς στόχους για το 2050 για τις εκπομπές και τους ρύπους των αεροσκαφών, που σύσσωμη η επιστημονική και βιομηχανική κοινότητα έχει μπει σε διαδικασία να τους ικανοποιήσει, από τους οποίους όμως εξαιρούνται τα μαχητικά».
Ποιες είναι αυτές οι ενέργειες;
«Καινούργιες τεχνολογίες, υδρογόνο, αμμωνία, βιώσιμα καύσιμα SAF (Sustainable Aviation Fuel), ό,τι θα μπορούσε να βοηθήσει στη μείωση των εκπομπών διοξειδίου και μονοξειδίου του άνθρακα».
Είναι εφικτό αυτό µέσα στο χρονοδιάγραµµα που έχει τεθεί;
«Από ό,τι βλέπουμε, κάποιες τεχνολογίες είναι πολλά υποσχόμενες. Το πρώτο πράγμα που μαθαίνει ένας φοιτητής του κλάδου μας είναι ότι η αεροναυπηγική είναι μια τέχνη ισορροπίας. Για να κατακτήσεις κάτι, πρέπει να θυσιάσεις κάτι άλλο. Κάτι που δεν είναι τόσο έντονο σε άλλους χώρους. Στη ναυπηγική έχεις πολύ μεγαλύτερα περιθώρια βάρους και όγκου. Τεχνολογίες με μπαταρίες, υδρογόνα, υβριδικά, όλα μπορούν να προστεθούν αφού έχει καθελκυστεί το πλοίο. Μπορείς να αλλάξεις ολόκληρο τον κινητήρα του σε υβριδικό χωρίς μεγάλο κόστος. Είναι πολύ μεγάλος ο χώρος που έχεις να κινηθείς. Στα αεροσκάφη αυτός ο χώρος είναι της τάξης των 50 και 60 κιλών. Αρα, δίνοντας βάση στη βιωσιμότητα, θα χάσουμε από κάτι άλλο. Με έχουν προσεγγίσει εταιρείες πολύ γνωστές, τις οποίες δεν θα κατονομάσω, οι οποίες έχουν ήδη αρχίσει να σκέπτονται τι εναλλακτικά καύσιμα μπορούν να χρησιμοποιήσουν στις πολεμικές πλατφόρμες. Δεν αφορά μόνο τα μαχητικά, αλλά και τα βομβαρδιστικά και τα μεταγωγικά. Είναι αλήθεια ότι ίσως τα μαχητικά του 2050, όπως και γενικότερα τα στρατιωτικά, να είναι πολύ πιο οικολογικά από τα σημερινά. Χώρια αυτό που είπαμε ότι, αφού θα είναι λιγότερα σε αριθμό, τα υλικά που θα δαπανηθούν, η συνολική ενέργεια παγκοσμίως για την παραγωγή και λειτουργία τους θα είναι μικρότερα. Είμαστε σε πολύ δημιουργική φάση και ακριβώς επειδή είναι στην αρχή του το όλο project, ο καθένας μπορεί να δώσει μια ιδέα».
Ασχολείστε και µε άλλα έργα που έχουν να κάνουν ειδικά µε τις «πράσινες» τεχνολογίες. Ποια είναι αυτά;
«Εχω εμπλακεί μέσα στο πανεπιστήμιο σε project συγχρηματοδοτούμενο από μεγάλη γαλλική εταιρεία, η οποία κοιτάζει ενεργά τεχνολογίες υδρογόνου που μπορούν να μπουν στην Πολιτική Αεροπορία. Υγρού ή αέριου υδρογόνου, το οποίο θα το κουβαλάμε πάνω στο αεροσκάφος και είτε θα το καίμε κατευθείαν στον κινητήρα είτε θα το αξιοποιούμε με άλλους τρόπους παραγωγής ενέργειας. Με άλλα λόγια, κοιτάζουμε πολλά διαφορετικά σχέδια υβριδικής τεχνολογίας. Το πιθανότερο είναι, με αυτά που έχω δει, ότι σε 15-20 χρόνια θα πετάμε με υβριδικά αεροσκάφη ή σε μεγάλο βαθμό ηλεκτρικά. Το «electrification» περνάει και στην αεροπορία αργά και σταθερά. Αυτή είναι η τάση. Ηδη στα αεροσκάφη που πετούν τώρα, και που θα πετούν τα επόμενα 5-10 χρόνια, αρχίζουμε να αντικαθιστούμε τα βαριά και «βρώμικα» υδραυλικά με ηλεκτρικά. Αυτή, κατά τη γνώμη μου, είναι η μεγαλύτερη καινοτομία. Αρχίζουμε να σκεπτόμαστε πώς, από το να καίμε βρώμικη κηροζίνη στον κινητήρα και να παράγουμε έτσι ενέργεια, μπορούμε να βάλουμε μπαταρίες, υδρογόνο, το οποίο, υπ’ όψιν, δεν έχει εκπομπές κατά την καύση του. Είναι μηδενικές, αυτό που βγάζει πίσω από τον κινητήρα είναι νερό. Μπορούν, λοιπόν, τα αεροσκάφη να κουβαλήσουν ένα βαρύ σύστημα μετατροπής υδρογόνου, δηλαδή ηλεκτρόλυσης. Αυτό γίνεται».
Εκτός από το βάρος, ποια άλλα είναι τα ζητήµατα που δυσκολεύουν την υιοθέτηση των «πράσινων» τεχνολογιών στην αεροπορία και την καθυστερούν;
«Ενα ζήτημα είναι και ο όγκος. Δεν μπορούμε να χωρέσουμε αυτές τις τεχνολογίες στον κατάλληλο βαθμό μέσα στο αεροσκάφος. Για να παραγάγουμε δηλαδή την ενέργεια που χρειάζεται για να σηκώσουμε ένα αεροσκάφος και να το πάμε από το σημείο Α στο σημείο Β με ασφάλεια, καταλήγουν τα συστήματα να υπερβαίνουν το μέγεθος του αεροσκάφους καμιά φορά. Εξαρτάται από την τεχνολογία. Το σχέδιο να μπει μπαταρία είναι εντελώς εκτός πραγματικότητας αυτή τη στιγμή. Οπότε περιμένουμε βελτίωση της μπαταρίας ως τεχνολογίας. Αν κάποιος καταφέρει να φτιάξει μια με αυτούς τους στόχους σχετικού βάρους (ποσότητα ενέργειας διά το βάρος του αεροσκάφους), θα λύσει το πρόβλημα για πολλές γενιές. Η έρευνα για το υδρογόνο και την μπαταρία, για το electrification δηλαδή στην αεροπορία, ίσως να πληρώνει τους λογαριασμούς λειτουργίας για εκατοντάδες ακαδημαϊκά ιδρύματα παγκοσμίως. Είναι από τα βασικά θέματα που απασχολούν το κέντρο αεροναυπηγικής».
Φαντάζοµαι ότι υπάρχουν και άλλα πρακτικά ζητήµατα, όπως αυτό του ανεφοδιασµού, της συντήρησης.
«Ας πούμε ότι σχεδιάσαμε κάτι που κατάφερε και μπήκε μέσα στο αεροσκάφος, το πακετάραμε, είναι στο κατάλληλο βάρος κ.λπ. Η διαδικασία πιστοποίησής του για να μπει στην Πολιτική Αεροπορία είναι εξονυχιστική, πανάκριβη και θα απαιτηθούν πολλά χρόνια για να εμπιστευθεί η EASA ένα καινούργιο σύστημα. Επίσης, υπάρχει μεγάλο πρόβλημα στη φύλαξη του υγρού υδρογόνου, το οποίο διατηρείται στους -253°C. Δεν υπάρχει αυτή τη στιγμή ανεφοδιαστική αλυσίδα υγρού υδρογόνου που να μπορεί να στηρίξει την κατανάλωση που έχουμε ανάγκη. Θα πρέπει να αλλάξουν εντελώς τα αεροδρόμια. Και, επιπλέον, περιοριζόμαστε γεωγραφικά. Τι ενέργεια θα καταναλώσεις για να κρατήσεις καύσιμο στους -253°C στη Σαχάρα; Ή εδώ, αν είναι να «κάψω» τη μισή Ελευσίνα, τελικά δεν είναι οικολογικό, αλλά πολύ χειρότερο. Πώς το μεταφέρεις με ασφάλεια; Το υδρογόνο δεν το λες σταθερό και ασφαλές στη μεταφορά. Πώς το παράγεις; Η ηλεκτρόλυση είναι ένας τρόπος, αλλά πόσο νερό θα χρειάζεσαι, πόση ενέργεια; Είναι τεράστια τα ζητήματα και θέλουμε πάνω από μισό αιώνα για να τα λύσουμε».
Το συµπέρασµα, εποµένως, για πιο άµεσες λύσεις βιώσιµων καυσίµων ποιο είναι;
«Για εμένα, ίσως αυτό που θα δούμε πρώτο στα επόμενα πέντε χρόνια και που θα είναι πιο εύκολο να δουλέψουμε είναι το SAF. Πρόκειται για ένα καύσιμο το οποίο έχει εκπομπές, αλλά σαφώς πολύ μικρότερες, και η παραγωγή του γίνεται από μαγειρικά έλαια και από άλλα απόβλητα. Και αυτό έχει τα δικά του ζητήματα, όμως, γιατί θα πρέπει να το οργανώσεις σωστά. Δεν μας φτάνουν 100 εστιατόρια σε μια πόλη να κάνουν ανακύκλωση του λαδιού. Θα πρέπει να εμπλακούν και τα νοικοκυριά. Ηδη συμβαίνει στην Αγγλία, αλλά θα πρέπει να αλλάξει η κουλτούρα μας παντού. Φαίνεται να μπορούμε να αξιοποιήσουμε το SAF με τα υφιστάμενα συστήματα. Ενας αεροκινήτηρας που δουλεύει με κηροζίνη, με πολύ μικρές μετατροπές, μπορεί να λειτουργεί με SAF. Για πιο οικολογικές λύσεις, όμως, θα πρέπει να περιμένουμε αρκετά χρόνια ακόμη».
