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2月25日空中客车公司建造飞行试验台以评估氢燃烧喷气发动机

2022-02-25 08:58:03 编辑:濮阳霞绍 来源:
导读 空中客车公司与 CFM International(GE 和赛峰飞机发动机公司的合资公司)合作,正在开发一种名为 ZEROe 演示器的 A380 飞行试验台,

空中客车公司与 CFM International(GE 和赛峰飞机发动机公司的合资公司)合作,正在开发一种名为 ZEROe 演示器的 A380 飞行试验台,以研究如何使用氢燃烧为涡扇喷气发动机提供动力。

从环境的角度来看,氢气是航空航天领域传统喷气航空燃料的一种有吸引力的替代品,该航空业已承诺到 2050 年实现无碳化。其气态形式几乎与天然气一样易于处理,易于燃烧且相对清洁,只留下水和比煤油少 90% 的氮氧化物排放。

从表面上看,它似乎是一个理想的替代品,但仔细观察表明,在我们看到燃烧氢的喷气式客机滑行到登机口之前,还有很长的路要走。例如,很容易说它消除了令人讨厌的化石燃料,但工业规模生产的大部分氢气来自通过蒸汽-甲烷过程的石油。因此,使用氢作为绿色燃料将意味着生产向生物质或使用非化石燃料能源电解水等替代品的巨大转变,而这种转变将带来所有基础设施问题。

如果这还不够,氢还有其他问题。虽然它的比能量是煤油的 2.5 倍,但它的能量密度要低得多,体积却是煤油的 4 倍。这意味着氢燃料与传统燃料的一对一交换将意味着飞机只能飞四分之一远。

为了抵消这一点,必须将氢气转化为低温状态,在 -420°F (-250°C) 温度下将其转化为液体,这将需要将其装入特殊绝缘的罐中,这将是四倍和现在的坦克一样大。这将需要具有球状外观的飞机,或者设计为机翼和机身融合为一体的混合机身。

这引入了它自己的问题,因为这些氢飞机将具有更大的表面积与体积比,这意味着更大的空气动力阻力和降低的燃油效率。然而,氢气将比传统燃料更轻,这将带来权衡。

另一种选择可能是简单地生活在较短的范围内,但这是一个问题,因为生产和处理低温氢非常危险且昂贵,因此最好在任何给定路线上尽可能少地需要加油站。

另一方面,有可能设计出保留大部分传统控制系统和基本喷气发动机配置的氢动力飞机,因此认证不会构成全新飞机类别所带来的主要问题。

此外,在喷气发动机中使用氢气并不是一个新想法。1937 年制造的第一台德国喷气发动机使用氢气进行地面测试,1957 年,一架马丁 B-57B 堪培拉轰炸机在氢气上飞行了 20 分钟。从那时起,已经有许多研究使用氢气作为喷气式飞机的替代形式燃料。许多汽车制造商也在探索氢内燃机为更接近地面的车辆提供动力的潜力。

现在,空中客车公司和 CFM International 正在开发氢喷气发动机的演示机,预计该发动机将在未来几年内试飞,并可能在 2035 年之前引入零排放飞机。

根据新协议,空中客车公司将提供一架 A380 飞机,用于改装成 ZEROe 演示飞行试验台,并在机身尾部安装氢气罐,并将确定测试发动机的系统要求,该发动机将是 GE Passport 涡扇发动机,其燃烧室经过改装。 CFM 燃烧氢气。

新发动机不会为使用传统发动机的 A380 提供动力。相反,氢发动机将安装在机身朝向船尾。这将使工程师能够在巡航模式下监测氢发动机的排放,而不会受到安装在机翼下方的发动机的干扰。

“这是自 2020 年 9 月推出我们的 ZEROe 概念以来,空客为开启氢动力飞行新时代而迈出的最重要的一步,”空客首席技术官萨宾·克劳克 (Sabine Klauke) 表示。“通过利用美国和欧洲发动机制造商的专业知识在氢燃烧技术方面取得进展,这种国际伙伴关系发出了一个明确的信息,即我们的行业致力于实现零排放飞行。”


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