Reaction Engines测试全新的氨推进系统 探索无碳航空燃料的可能性

据外媒New Atlas报道,Reaction Engines和英国科技设施委员会(STFC)已经完成了一项关于使用氨作为喷气式航空燃料的实用性的概念研究。通过将Reaction Engines的热交换器技术与STFC的先进催化剂相结合,他们希望为未来的飞机生产出一种可持续的、低排放的推进系统

Reaction Engines测试全新的氨推进系统 探索无碳航空燃料的可能性

现代喷气式发动机使用的是以煤油为基础的各种燃料,这些燃料具有极高的能量密度,可以推动飞机的长距离飞行,并在全球范围内运送乘客和货物。不幸的是,这种燃料也是来自化石燃料,会产生大量的二氧化碳排放,而航空业和许多国家的政府已经承诺在2050年前彻底减少二氧化碳的排放。

实现这些削减的方法之一是寻找传统喷气燃料的替代品,为客机提供动力。问题是,这些替代品的能量密度大多比标准航空燃料低得多,并存在其他缺点。例如,现今的电池技术将要求未来的飞机非常小,航程短,有效载荷能力小。同时,液态氢可能是一种可行的替代品,但需要携带的液态氢太多,以至于飞机必须完全重新设计并建立新的基础设施。

使用氨作为航空燃料的想法并不是全新的。虽然它的能量密度只有柴油的三分之一,但它相对容易液化和储存,并且已经被著名的X-15火箭飞机使用,在20世纪50年代和60年代的一系列亚轨道任务中推动它进入太空。此外,它还不含碳。

棘手的是找到一种经济上可行的方式将其用于航空领域。为了解决这个问题,Reaction Engines在其为SABRE超音速发动机开发的热交换器技术的基础上,生产出了一种新的推进系统,然后由STFC位于牛津郡Didcot附近的Rutherford Appleton实验室进行评估。

在这个新系统中,氨以冷冻、加压液体的形式储存在飞机机翼中,就像今天的煤油燃料一样。通过热交换器从发动机中收集的热量将氨加热,氨被抽出并送入化学反应器中,催化剂将部分氨分解成氢气。然后,氨/氢混合物被送入喷气式发动机,在那里像传统燃料一样燃烧,尽管排放的主要是氮气和水蒸气。

根据Reaction Engines公司的说法,氨的能量密度足够高,飞机不需要进行重大改装,发动机可以在相对较短的时间内进行改造。地面测试正在进行中,几年后可能进行首飞。

“Reaction Engines的变革性热交换器技术与STFC的创新催化剂的结合,将使开发一类改变游戏规则的绿色氨基航空推进系统成为可能,”Reaction Engines的工程负责人James Barth博士说。“我们的研究表明,以氨为燃料的喷气发动机可以从目前现有的发动机中进行改造,而且氨作为燃料并不需要对我们今天所知道的民用飞机的设计进行彻底的重新思考。这意味着以低成本快速过渡到可持续的航空未来是可能的;氨动力飞机可以在2050年之前就为世界短途航线服务。” [cnbeta]

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