Aviation H2計劃2023年展開首次以氨為動力的噴氣機飛行
整個航空業(yè)需要在未來幾十年內(nèi)停止使用噴氣燃料--但它仍在購買極其昂貴的噴氣飛機,而這些飛機預(yù)計將在20多年內(nèi)不斷帶來收益。澳大利亞公司Aviation H2希望通過改造現(xiàn)有的飛機使其燃燒綠色的氨而非標準的Jet-A噴氣燃料來凈化商業(yè)飛行。
為此,它計劃在明年年中之前讓一架9座的客機在空中使用氨氣飛行。
氨是一種相當有發(fā)展前景的能源載體和未來的燃料,它在航運和鐵路等部門的去碳化方面具有有趣的潛力。作為目前世界上產(chǎn)量第二大的化學(xué)品,它主要被用作肥料,但隨著清潔能源革命的啟動,它將開始被有效地用作移動和儲存綠色氫氣的一種更簡單的方式。
可再生能源并不是在你想要的地方和時間生產(chǎn)的。通常情況下,清潔能源的潛力跟需求所在的地方有一段不方便的距離。如果這種清潔能源被用來電解水和生產(chǎn)氫氣,它則可以被儲存和運輸。但氫氣還可以跟大氣中的氮氣混合以產(chǎn)生氨氣,這比氣態(tài)或低溫液體H2的運輸效果好得多。
“氫氣對于它所擁有的能量來說非常輕,而液態(tài)氫甚至更輕,”航空H2主管Christof Mayer在視頻聊天中告訴媒體,“但(氫)罐子又大又重。我們當然不會忽視液態(tài)氫或任何其他形式的氫氣作為一種選擇。我們不會關(guān)閉這些東西。我們現(xiàn)在只是要用氨。這是最簡單的轉(zhuǎn)換,從本質(zhì)上講,這將使它最可靠,這本身就使它本質(zhì)上最安全。”
目前有幾種不同的方法可以從氨中獲取能量作為電力,不過Aviation H2已經(jīng)將其作為燃燒燃料的潛力鎖定。通過一些修改,一個普通的噴氣發(fā)動機可以被改造成以氨為燃料,然后消除掉其所有二氧化碳排放。該操作將比氫燃料電池的轉(zhuǎn)換快得多,也便宜得多,這是因為氫燃料電池需要使用者扔掉渦輪風(fēng)扇發(fā)動機,轉(zhuǎn)而使用電動馬達來取代它們,與此同時還需要開除燃料儲存系統(tǒng)并放入一些完全不同的東西。
“我們需要將燃料儲存系統(tǒng)改造成基本上類似于液化石油氣罐的東西。所以是燃料儲存、發(fā)動機控制和發(fā)動機,這些是我們需要開發(fā)的大項目。但我們并沒有真正改變發(fā)動機的設(shè)計,”Mayer說道。
當然,在整個清潔航空革命中,安全問題將受到極大的關(guān)注,為此,Aviation H2和其他類似的公司最終將不得不使其所有的動力系統(tǒng)來得到相關(guān)航空當局的認證。另外,排放物也將被置于顯微鏡下,在這里,氨燃燒遇到了一個問題。當氨中的氫被分解并跟大氣中的氧結(jié)合形成水時,一定比例的氮也在火焰中被氧化進而造成對環(huán)境有害的氮氧化物。
Mayer表示,該公司正在研究解決方案。
據(jù)悉,這家公司的最初目標是建造一架小型區(qū)域性九座噴氣機并進行飛行測試。經(jīng)過三個月的可行性研究,它已經(jīng)跟包機運營商FalconAir簽署了一項協(xié)議,從而使Aviation H2能使用FalconAir的機庫、設(shè)施和運營許可證。獵鷹航空則將幫助獲得用于地面測試的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機及飛機本身,最有可能是Dassault Falcon 50公務(wù)機,因為它有三個發(fā)動機,但可以用兩個發(fā)動機運行。
就航程而言,最初的計劃是建造一架能夠進行一小時飛行的飛機,其發(fā)動機推力和性能特征跟噴氣式飛機-A上得到的相同。Mayer指出,這將是一個有用的開始,比其他零碳選擇更好,并且隨著一些進一步的發(fā)展,該公司相信它可以使氨燃料的飛行達到傳統(tǒng)燃料的范圍。
Aviation H2計劃在2023年中期讓一架飛機在空中飛行,其中至少有一個引擎以氨為動力以此來證明這一概念--這可能是噴氣動力航空的第一次,盡管從更廣泛的角度來看,NASA的X-15早在1959年就以氨和液氧為動力的火箭進行飛行。然后,該公司將在證券交易所上市以籌集所需資金,進而使氨動力系統(tǒng)獲得專利、認證并作為產(chǎn)品商業(yè)化。最終,Aviation H2希望開始改裝現(xiàn)有的飛機以作為尋求脫碳的航空公司的一個過渡步驟。
長期而言,該公司設(shè)想了一種落地式機庫服務(wù),公司可以將他們的飛機放置幾個星期,然后取回,之后它們就能開始無碳運行。
實際上,Aviation H2并不是唯一一家致力于氨基航空的公司。值得注意的是,英國的Reaction Engines公司即SABRE火箭發(fā)動機背后的公司,也正在進行一個類似的項目。他們似乎都已經(jīng)為他們的發(fā)動機預(yù)冷器進行了臺架測試,并且正在考慮高超音速的工作。另外,中佛羅里達大學(xué)已經(jīng)跟波音、通用電氣和其他合作伙伴合作開始了一個為期五年的氨氣航空項目。據(jù)悉,該項目由NASA資助1000萬美元。
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