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劳斯莱斯测试使用氢气运行的喷气发动机

发布时间:2022/11/29
  在索尔兹伯里平原军事基地的一个风吹草动的角落里,一架小型飞机喷气发动机正在接受测试,有朝一日可能会导致航空业发生巨大变化。
    
  引擎本身几乎完全是传统的。它是劳斯莱斯 AE-2100A 燃气轮机,一种广泛用于世界各地支线飞机的设计。
  它完全不同寻常的是所使用的燃料。这是现代飞机发动机首次使用氢气运行。
  没有车身,复杂的布线和管道暴露在外,它牢固地固定在坚固的测试台上,而工程师们聚集在控制室的一系列屏幕周围,保持安全距离。
  劳斯莱斯在德比进行开发工作后,与航空公司 easyJet 合作进行了这些测试。
  近期的目标很简单——证明可以使用氢燃料而不是传统航空燃料来运行和控制喷气发动机。
  从长远来看,该计划是让氢能在航空业持续增长方面发挥重要作用,同时大幅减少气候变化排放。
  劳斯莱斯航空航天技术总监 Alan Newby 解释说:“我们关注氢气的原因实际上是净零的驱动力。”
  “通常我们会用煤油来运行这个东西。煤油是一种碳氢化合物,因此在燃烧时会产生二氧化碳。
  “研究像氢这样的燃料的美妙之处在于它不含任何碳,因此,当它燃烧时不会产生二氧化碳”。
  该项目得到了易捷航空的支持,该公司为初步试验捐助了数百万英镑。
  该公司认为,氢能是减少短途航空排放的最佳途径。
  “我们几年前就开始研究未来飞机的动力来源,”易捷航空首席运营官戴维摩根解释道。
  “我们研究了电池技术,很明显电池技术可能不适用于我们驾驶的大型商用飞机。
  “我们得出的结论是,氢对我们来说是一个非常令人兴奋的提议。”
  氢相对于电池的优势在于它每公斤提供更多的能量。电池实在是太重了,无法为更大的飞机提供动力。
  然而,氢航空还有很长的路要走。迄今为止进行的测试仅表明使用氢气的喷气发动机可以低速启动和运行。
  但要从那里开始建造一个能够安全地为客机提供动力的全新发动机,将需要进行大量的研究和大量投资。
  飞机本身也需要重新设计。氢气,即使是液体形式,占据的空间大约是飞行相同距离所需的煤油的四倍。
  首先要使其变成液体,需要将其冷却至-253C。然后,在燃烧之前,它必须变回气体。
  “从飞机的角度来看,发生了很大的变化,”劳斯莱斯公司的艾伦·纽比 (Alan Newby) 说。
  “他们将不得不有一个装有氢气的罐子。你必须把它保持在这个非常非常冷的温度下。
  “然后就是如何将它输送到引擎的问题。”
  另一个关键问题是氢气本身来自哪里,因为这将对其所能提供的环境效益产生巨大影响
  测试中使用的燃料是奥克尼群岛欧洲海洋能源中心生产的所谓绿色氢。
  它是通过使用电流将水分解成其成分氢和氧而制成的。所需的电力是使用波浪和风能产生的。这使它成为一种非常清洁的燃料。
  但是,当今为工业用途生产的大部分氢气都是通过在高压下将高温蒸汽与天然气混合的过程获得的。
  然而,这会产生大量的二氧化碳,然后释放到大气中。它还需要大量的能量——通常通过燃烧化石燃料来提供。
  一种替代方法是所谓的蓝色氢。这是以相同的方式生产的,但二氧化碳被捕获并储存或重复使用。
  从理论上讲,这应该使它成为一种更清洁、低碳的燃料。但这一观点在去年康奈尔大学和斯坦福大学的研究人员的一篇论文中受到了挑战。
  他们表示,事实上,使用蓝色氢气对地球的危害仍可能比燃烧化石燃料更大。
  “目前有很多关于氢气的炒作,”英国交通与环境运动组织政策主任马特·芬奇说。
  “很多人都在说‘我们可以使用氢气,我们需要氢气’。你会听到它用于汽车、卡车、轮船、飞机、家庭供暖和化学品。
  “目前英国有效地生产了零绿色氢气。要满足每个人想要的所有需求是绝对不可能的。”
  芬奇先生认为,这意味着绿色氢的供应可能需要在未来几十年内进行配给,他说航空业可能不是政府的优先事项。
  所有这一切意味着,零排放氢飞机成为日常现实可能还需要几十年的时间。
  即便如此,它们也可能仅限于短途市场,至少一开始是这样。在长途航线上,人们普遍预计合成可持续燃料将提供更实用的解决方案。
  尽管如此,这些在索尔兹伯里平原进行的首次测试有朝一日可能会被视为迈向该行业技术革命的第一步。