2023年首次氨动力喷气式飞机飞行

  • 2022-05-09 19:05:11
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在接下来的几十年里,整个航空业都需要摆脱喷气燃料的束缚——但它仍在购买极其昂贵的喷气式飞机,预计这些飞机将在20多年内继续将培根带回家。澳大利亚公司AviationH2希望通过将现有飞机改造成燃烧绿色氨气而不是标准的Jet-A喷气燃料来清理商业飞行。为此,它计划在明年年中之前在空中拥有一架九座客机并使用氨气飞行。

正如我们详细讨论的那样,氨是一种很有前途的能源载体和未来燃料,具有使航运和铁路等行业脱碳的有趣潜力。作为当今世界上产量第二高的化学品,它主要用作肥料,但随着清洁能源革命的开始,它将开始被有效地用作移动和储存绿色氢的更简单方法。

众所周知,可再生能源不是在您想要的时间和地点生产的。通常,清洁能源的潜力与需求所在的地方相距不远。如果将这种清洁能源用于电解水和生产氢气,则可以储存和运输。但是,氢气也可以与大气中的氮气混合以产生氨,氨的传播比气态或低温液态H2好得多。

“氢气的能量非常轻,液态氢更轻,”航空H2总监克里斯托夫·梅耶尔在视频聊天中告诉我们。“但是储罐又大又重。我们当然不会将液态氢或任何其他形式的氢作为一种选择。我们不会关闭它们。我们现在只使用氨水。这是最简单的转换,从本质上讲,这将使它最可靠,而这本身就使其本质上是最安全的。”

有几种不同的方法可以从氨中获取能量作为电力,但航空H2已经将其作为燃烧燃料的潜力归零。通过一些修改,可以将常规喷气发动机转换为使用氨气运行,从而消除其所有二氧化碳排放,并且不会将婴儿与洗澡水一起扔出去。这种操作将比氢燃料电池转换更快、更便宜,这需要你扔掉你完美的涡轮风扇发动机并用电动机代替它们,以及破坏你的燃料存储系统并放入一些完全不同的东西。

“我们需要将燃料储存系统改造成与液化石油气罐基本相似的东西,”Mayer说。“所以它是燃料储存、发动机控制和发动机,这些是我们需要开发的大件物品。但我们并没有真正改变发动机的设计。”

当然,在整个清洁航空革命期间,安全性将受到严格审查,为此,AviationH2和其他类似公司最终必须让所有动力系统都获得相关航空当局的认证。排放也将在显微镜下,在这里,氨燃烧遇到了问题。由于氨中的氢被分解并与大气中的氧结合形成水,一定比例的氮也会在火焰中被氧化,从而产生对环境有害的一氧化二氮。

Mayer表示,该公司正在研究解决方案。“是的,它会释放一氧化二氮,”他告诉我们。“但我们可以通过特殊过程控制这些。我们不只是将氨喷到那里燃烧,我们必须对它做一些事情,而且我们必须在燃料控制系统内实施某些控制。”

该公司的最初目标是建造一架小型区域性九座喷气式飞机并进行飞行测试。经过三个月的可行性研究,它与包机运营商FalconAir签署了一项协议,允许AviationH2使用FalconAir的机库、设施和运营许可证。FalconAir将帮助购买涡扇发动机进行地面测试,以及飞机本身,很可能是达索猎鹰50公务机,因为它有三个发动机,但可以在两个上运行。

就航程而言,最初的计划是建造一架能够进行一小时飞行的飞机,其发动机推力和性能特征与Jet-A相同。Mayer说,这将是一个有用的范围,比其他零碳选项更好,并且随着一些进一步的发展,该公司相信它可以让氨燃料飞行进入今天的传统燃料范围的球场。

该计划是在2023年年中之前让一架飞机在空中飞行,至少有一个发动机在氨气上运行,以证明这一概念——这可能是喷气动力航空的第一次,尽管从更广泛的角度来说,美国宇航局的X-15飞行早在1959年就在由氨和液氧驱动的火箭上。然后,该公司将在证券交易所上市,以筹集所需的资金,以使氨动力系统获得专利、认证并作为产品商业化。最终,AviationH2希望开始改装现有飞机,作为希望脱碳的承运人的过渡步骤,利用其余飞机已经完全认证以降低合规成本的事实。

“世界上有很多小型喷气式飞机,特别是在中国、美国和欧洲,你不想扔进废品堆,”Mayer说。“它们是运营商的重大投资。这些涡扇发动机每隔数千小时就需要重建一次。所以改造是有道理的。”

从长远来看,该公司设想了一种临时机库服务,公司可以将飞机停在几周内,然后将它们接回并让它们无碳运行。

“最重要的是,这确实需要发生,”Mayer说。“这必须发生。现在是像我们这样的开拓性开发公司快速行动的时候了。沿着轨道,我们希望更大的公司能够在我们所做的一些事情的背后工作。但它必须完成,并且这就是人们对它如此感兴趣的部分原因。”

AviationH2并不是唯一一家致力于氨气航空的公司。值得注意的是,SABER火箭发动机背后的公司英国ReactionEngines正在开展类似的项目。这些家伙似乎已经对他们的发动机预冷器进行了台架测试,并且正在考虑高超音速。此外,中佛罗里达大学还与波音、通用电气和其他合作伙伴合作开展了一项为期五年的氨航空项目,该项目由美国国家航空航天局资助,总额达1000万美元。

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