В конце 80-х годов прошлого столетия в советском союзе проходили испытания летающие лаборатории Ту-155. Один из его криогенных двигателей, получивший обозначение НК-88, мог работать на жидком водороде и сжиженном природном газе.
Экспериментальная программа должна была показать на практике возможность использования криогенного топлива на гражданских самолётах.
Жидкий водород практически идеальное топливо, при сгорании которого образуется только вода и некоторое количество окислов азота. Сжиженный газ значительно уступает водороду, но всё же практически весь сгорает и является намного чище керосина.
Основная проблема в том, что хранить такое топливо можно только в специальных герметичных ёмкостях с экрано-вакуумной изоляцией, чтобы поддерживать его в жидком состоянии при экстремально низких температурах. Для водорода это - 253 °С для метана -161°С.
На Ту-155 такой бак занимал почти половину пассажирского салона и располагался в задней части фюзеляжа. Таким образом хранить криогенное топливо в крыльях, как керосин, не получится.
С момента появления гражданских реактивных лайнеров и вплоть до наших дней вопросы экономии и экологии воздушного транспорта неразлучно связанные и переплетены между собой.
Авиакомпании заинтересованы в самолётах, потребляющих как можно меньше топлива, поскольку минимум четверть всех расходов у них приходится на оплату керосина.
Авиационный регулятор вместе с экологами требуют сокращения эмиссии отработавших газов и вредных веществ, а также уменьшения акустического шума. Очевидно, что практически всё замыкается на эффективности и совершенстве силовой установки самолета.
Вопросы по шумовым ограничениям густонаселенных территории появились одновременно с началом активной эксплуатации новых реактивных пассажирских лайнеров в 50-е годы прошлого столетия.
Близкое расположение аэропортов в жилых районах и быстро растущий воздушный трафик, в скором времени сделали шум главной экологической проблемой гражданской авиации.
Прогресс в работе по снижению авиационного шума произошел в конце 60-х начале 70-х годах с появлением турбовентиляторных двигателей обладавших высокой степенью двухконтурности.
Примечательно, что создавали их в первую очередь в рамках борьбы за экономию топлива, а снижение уровня шума было сопутствующим фактором.
Таким образом, удалось повысить общий КПД, и одновременно с этим улучшить акустические показатели. Потенциал развития турбовентиляторный двигатель оказался довольно высоким, что было очень кстати на фоне неоднократного ужесточения экологических норм.
Проблема эмиссии отработавших газов, то есть выбросов в атмосферу вредных веществ, возникла несколько позднее проблемы шумового загрязнения. Наиболее широко это тема начала обсуждаться в конце 70-х годов прошлого столетия.
Рынок коммерческих воздушных перевозок продолжал свое активное развитие, на что экологи впервые подняли принципиальный вопрос о глобальном воздействии авиации на климат планеты.
Международный регулятор ИКАО разработал в начале 80-х годов строгие нормы по эмиссии для авиационных двигателей. В последующие годы эти стандарты неоднократно пересматривали в сторону ужесточения.
В результате его сжигания образуются основные продукты полного сгорания это углекислый газ и вода. Кроме них в отработанных газах в относительно небольшом количестве также присутствует несгоревший углеводород, оксид азота, монооксид углерода, сажевые частицы и соединения серы.
Эмиссия этих веществ строго регламентирована документами ИКАО. Глобальное потепление уже несколько десятков лет является одной из самых обсуждаемых экологических проблем и хорошим поводом для спекуляций.
Что сегодня может предложить современная гражданская авиапромышленность в рамках борьбы за экологичность гражданской авиации.
Самое очевидное это конечно дальнейшая работа над оптимизацией силовой установки и планеров самолетов. На этом сконцентрированы основные усилия специалистов.
Но коммерческие перевозки, несмотря на возникающие иногда кризисы, год от года растут и эффект от сокращения удельного расхода топлива самолётом скорее всего будет нивелированы. Таким образом, эмиссия парниковых газов будет только увеличиваться.
Одним из вариантов их сокращения стало использование набирающего в мире популярность биотопливо. Его создает преимущественно из растительного сырья либо из продуктов жизнедеятельности живых организмов. Некоторые крупные авиакомпании уже провели демонстрационные полеты на гражданских лайнерах заправленных биотопливом.
По сравнению с керосином при возгорании выделяется примерно на треть меньше углекислого газа, что могло бы значительно улучшить ситуацию с эмиссий парниковых газов.
Но проблема состоит в том, что пока биотопливо производятся в очень малых количествах и стоит в несколько раз дороже керосина.
В последние годы все чаще появляются статьи, где вновь заговорили о гражданских российских авиалайнерах, работающих на криогенных турбовинтовых двигателях. Хотелось бы поставить все точки над "И".
В 98-ом году АО «Газпром» уже инвестировал средства на разработку пассажирского самолета с криогенными двигателями НК-89. Разрабатываемый самолет на базе пассажирского лайнера Ту-154А и проходил под обозначением Ту-156.
Самолет, работающий на СПГ, был рассчитан на перевозку более 100 пассажиров или до 14 тонн груза. Он должен был на постоянной основе перевозить персонал АО «Газпром», работающий вахтовым методом.
В 99-ом году конструкторы АНТК им. Туполева сообщили, что двигатели НК-89, работающие на сжиженном природном газе, успешно прошли весь цикл стендовых испытаний, а также прошли всю лётную программу, состоящую из 100 полетов.
На завершающем этапе находилась и подготовка контракта на поставку заказчику пассажирской версии Ту-156 с двигателями, работающими на сжиженном природном газе.
Газпром выделил более 12 млн. долларов для сертификации этого самолета под обозначением Ту-156. Но в очередной раз опять что-то пошло не так, и самолет поставили на долгосрочную стоянку.
Стоит отметить, что еще к одному явному минусу топлива СПГ можно отнести и чрезвычайную взрывоопасность, вследствие чего, такие самолеты не имеют практически никаких шансов на появление в гражданской авиации.
Так что это пока все мечты, а международный авиационный регулятор никогда не позволит пройти сертификацию российскому пассажирскому лайнеру, работающему на сжиженном природном газе.
Не забывайте ставить палец вверх, подписываться на мой канал и оставлять комментарии.
Впоследствии все вышеизложенные действия очень помогут мне в продвижении моего канала. ЖМИ ПОДПИСАТЬСЯ