Читать реферат по истории техники: "Водородная авиация" Страница 1

(Назад) (Cкачать работу)

Водородная авиация

Александр Филатов

Введение

В настоящее время топливно-энергетическая и экологическая проблемы приобретают все большую актуальность и масштабность. В ближайшие десятилетия наращивание энергопроизводства только за счет органических топлив невозможно. Это обусловлено ограниченностью их запасов, ростом потребности в них других отраслей промышленности, загрязнением окружающей среды.

Самым перспективным энергоносителем в настоящее время является водород (в жидком и газообразном состоянии).

Сейчас количество самолетов, двигателей, аэропортов так велико, что смена топлива кажется дорогим и долгим процессом.

В данной работе кратко изложены основные идеи постепенного перехода авиации на криогенное топливо. Данная работа не содержит секретной информации. 

Водород – авиационное топливо

Водород удовлетворяет многим требованиям, предъявляемым к топливам. Водород дает минимум загрязнения окружающей среды. Высокая массовая теплота сгорания примерно в 2,8 раза превышает теплоту сгорания керосина, его высокая полнота сгорания позволяет повысить эффективность двигателей, уменьшить удельный расход топлива, уменьшить массу и габариты двигателя.

К достоинствам водорода как авиационного топлива следует добавить следующее. LH2 легко испаряется и быстро распространяется по всему объему камеры сгорания, что способствует быстрому запуску двигателя. Незначительная энергия и широкие пределы воспламенения водородно-воздушной смеси также способствуют быстрому запуску двигателя при различных температурах и на различных высотах. Водород при сгорании дает пламя с низкой излучающей способностью и сгорает без образования нагара, что позволяет увеличить ресурс и надежность двигателей. Малая коррозионная активность водорода. Двигатели на LH2 практически не загрязняют окружающую среду. Теплопоглощающая способность водорода в 30 (!) раз выше, чем у керосина, что позволяет использовать его в системах охлаждения элементов двигателя и ЛА. Повышение эффективности охлаждения турбин позволяет поднять температуру перед турбиной и степень повышения давления в компрессоре. Это приведет к значительному снижению удельного расхода горючего (15-20%) и повышению удельной тяги двигателя. Высокие кинетические свойства LH2 как горючего: быстрое протекание смесеобразования, устойчивость к ВЧ колебаниям. Меньшая масса ЛА позволяет уменьшить нагрузку на крыло и размеры крыла. Это снизит шум в районе аэропорта. Работа на LH2 позволяет создавать компактные камеры сгорания с более равномерным температурным полем на выходе. Вследствие более высокой теплоемкости газа, температура на входе будет более низкой и т. д.

Летные качества ЛА на LH2 имеют тенденцию к оптимизации при М» 6. То есть, чем выше скорость самолета и больше его масса, тем целесообразнее переход на водород. Большинство проблем, связанных с использованием LH2 как авиационного топлива, связано с его очень низкой плотностью (63-70 кг/м3) и низкой температурой кипения (20К). Значит, самолетные баки должны быть относительно крупными и иметь конфигурацию с минимизированным отношением поверхности к объему, чтобы избежать избыточных потерь на испарение и дополнительную массу изоляции. Также некоторые конструкционные материалы

Похожие работы