fbpx

Кога ще полетят първите екологични самолети?

Големите производители на самолети и авиокомпаниите постоянно заявяват за своите намерения да се откажат от вредния за екологията авиационен керосин. Като негова замяна се предлагат най-често няколко варианта: биогориво, литиево-йонни батерии и водород. Каква перспектива има пред всеки от тези източници на енергия?

През 21-век пред човечеството стои дилемата: възможно ли да продължава да замърсява планетата си по същия начин както досега и ако не, какви са пътищата да намали антропогенния фактор във въздействието на природата. В авиацията този проблем стои много сериозно. Например, класиката Boeing-737 „изяжда“ приблизително 25 г авиационен керосин на пътник на всеки прелетян километър, или 3000 литра в час. Именно по тази причина пред всички големи авиационни фирми стои въпроса, как да направят полетите по-екологично чисти.

Първият вариант, над който активно се работи е биогоривото, и то биогориво от второ поколение, което е авиационно устойчиво или SAF (sustainable aviation fuel). Тук под устойчивост се подразбира горивото да не нарушава устойчивостта на околната среда. Какво означава това? Работата е там, че биогоривото от първо поколение се получаваше от суровина, която може да се използва и като продоволствие, или от дървесина, тоест това намаляваше селскостопанските площи и горските масиви. Затова концепцията за SAF е то да се произвежда от суровина, която не се използва за изхранване, а например от барбадоски орех (ятрофа куркас), който по своя състав съдържа 40% масло и расте в сухи и сравнително ниско продуктивни почви, или пък от тревата камелина.

Много от авиокомпаниите планират да увеличават частта на биогоривото в горивото на своите самолети. През ноември 2020 година карго полетът на Lufthansa LH8406, изпълнен от Boeing-777, е прелетял от Франкфурт на Майн до Шанхай изцяло на SAF. Много СМИ написаха, че това е бил „първия дълъг полет, изпълнен с нулеви емисии на въглерод“, което всъщност не е така. Всяко едно гориво, каквото и да е то по състав, изхвърля в атмосферата известно количество въглероден диоксид.

Затова може би вариантът, който е по-привлекателен, е самолет на водородно гориво. Първият такъв полет е бил осъществен доста отдавна , когато във въздуха се издигнал американски RB-57F, които е бил на базата на американския бомбардировач B-57 Canberra. Уви, течният водород , който се явява прекрасно гориво по отношението маса-енергия, не навлиза в масова употреба, поради необходимостта за съхраняването му в течно състояние, за което е необходима температура от -252⁰ С, което „изяжда“ ползата от неговото използване.

По тази причина следващата посока да се произведе самолет с нулеви въглеродни емисии бяха електрическите самолети. Ако електромобилите и влаковете „полетяха“ на литиево-йонни батерии, защо това да не стане със самолетите?

Но тук съществуват няколко трудности. Първо, относителната енергоемкост на литиево-йонните батерии е твърде малка, за да издигне във въздуха голям витлов самолет . Освен това тя е и твърде малка за да лети по-малък самолет на големи разстояния. В момента най-болното място на многото проекти за електрически дронове е продължителността на полетите.От друга страна, времето за зареждане на акумулаторните батерии е часове, ако искаме те да имат достатъчно дълъг срок на експлоатация. По тази причина вариантът е да се използват мобилни акумулатори, което би усложнило експлоатацията. Друг проблем, който не е решен докрай, е пожарната безопасност на литиево-йонните батерии. Наскоро запалване на такива акумулатори (слава богу, на земята) унищожи летателния прототип на израелския перспективен електрически пътнически самолет Alice.

Именно тук на помощ могат да дойдат водородните горивни елементи, в които водородът не гори, а електрохимически се окислява, произвеждайки ток. На изхода имаме вода, но без потенциалните емисии на азотен окис, който се образува при изгарянето на водород в реактивен двигател, и електричество, което се подава към електродвигателите на самолета.

Колкото и да е странно, водородният горивен елемент е описан в далечната 1838 година от английския химик Уилям Гроув, даже преди създаването на акумулаторите. Но неговото „завръщане“ става през 60-те години на миналия век, когато САЩ започват разработването на своята лунна космическа програма. Именно горивните елементи са осигурявали електричеството на космическите кораби, кацнали на Луната, а след това и на космическите совалки.

Съдейки по всичко, именно водородните горивни елементи, в бъдеще ще издигат във въздуха самолетите от малък и среден клас. През септември миналата година полетя шестместният водороден самолет HyFlyer, който е на базата на пътническия Piper 360, a американската компания Universal Hydrogen е започнала създаването на комплекти за замяната на обичайните турбовинтови двигатели с електрически на самолетите de Havilland Canada Dash 8–300, произвеждани от концерна Bombardier, като се планира първите комерсиални полети да бъдат осъществени през 2024 година.

Що се касае за големите самолети, въпреки скептицизма на специалистите към реактивните двигатели, използващи за гориво водород (най-вече скептицизма е свързан с много сложната, скъпа и тежка система за пренасяне на течен водород), компанията Airbus заяви, че до 2035 година ще разработят и произведат различни модификации на големи водородни самолети, които ще бъдат под общaта концепция Airbus ZEROe. Те ще бъдат проектирани, както по класическа схема, така и използвайки концепцията за „летящо крило“, което да служи за резервоар за течен водород.

Източник

5 1 vote
Article Rating
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments
Дари
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x