Итак, среди потока самых разных новостей приглянулась мне, по чисто профессиональным соображениям (я ж инженер-самолётчик как никак) новость о разработке концептов (это важно!) различных версий пассажирских самолётов, в качестве топлива у которых применяется водород. Это новый, по всей видимости, долгосрочный проект Института аэрокосмических технологий (Aerospace Technology Institute ATI, Великобритания) под говорящим названием FlyZero. Борьба за чистые, то есть вообще без вредных выбросов, технологии продолжается. Правда, на текущем уровне развития технологий, это порой борьба со здравым смыслом.
Моя ирония здесь не беспочвенна. Будучи дипломированным специалистом по проектированию самолётов, к водородному топливу в авиации у меня куча вопросов. Подобные проекты были задолго до этой британской инициативы, например, советский Ту-155. Проблем с такими самолётами много и по сей день, несмотря на заметное развитие технологий. Водородное топливо - криогенное, для его хранения требуются особые условия: помимо низкой температуры оно хранится при высоком давлении. Керосин такого не требует, его заливают в топливные баки в крыле, просто загерметизировав внутренний объём.
А что такого, спросите вы? НУ сделаете другой топливный бак, какая разница?
А разница в том, что в случае с керосином конкретно топливного бака нет, есть полость внутри конструкции, которая используется как бак. Это очень эффективно с точки зрения использования массы, что критично для самолёта. Их просто вылизывают, снижая массу, при проектировании. В случае с водородом не только надо конкретно делать бак как отдельную конструкцию, необходимо делать её усиленной, чтобы она могла выдерживать большое давление, и ставить установку для охлаждения и поддержания низкой температуры. Это всё тяжело и энергозатратно. Кроме того, водородный бак объёмный, для водорода, даже в сжатом и охлажденном состоянии, требуется больше объёма, чем для эквивалентного количества керосина. Лишний объём будет неизбежно выпирать, увеличивая такие параметры, как площадь сечения самолёта и площадь омываемой поверхности, что негативно сказывается на лобовом сопротивлении, и, как следствие, на эффективности всего самолёта. И сам по себе водород более весёлый, чем керосин, горит очень хорошо, ну и поэтому гораздо опаснее, что требует определённых технических решений в топливной и энергосистеме, а это опять же масса. Думаю, что продолжать не нужно.
Концептов три штуки. Один из разряда ближнемагистральных, небольшой типа ATR-72 600, с которым и сравнивают, кстати. Бак у концепта в хвостовой части, двигателей аж 6, что тоже не очень хорошо. Сейчас самолёты, в основном, двухдвигательные, и неспроста. Требования безопасности к самолётам учитывают отказ только одного двигателя во время взлёта, например. Это не лишено смысла, отказ сразу двух двигателей гораздо менее вероятное событие, поэтому его не учитывают. Но от количества двигателей это требование не меняется, поэтому двухдвигательный самолёт способен летать и взлетать с одним двигателем, а шестидвигательный - с пятью. То есть каждый конкретный двигатель будет иметь меньший запас по мощности у шестидвигательного самолёта по сравнению с двухдвигательным. Короче, с шестью двигателями хуже всё...
На самом деле в статье интересно другое. Заявленные характеристики спорны. Во-первых. говорить о каких-либо точных характеристиках на таком этапе проектирования невозможно. Слишком много вопросов касательно двигателей, топливных систем и прочего, заявленные сейчас характеристики будут другими, а может и очень другими. Во-вторых, в публикации, что я читал и что будет приведена ниже по ссылке, авторы лукавят, сравнивая их проекты с реальными самолётами. Если для турбовинтового самолёта заявленные характеристики примерно такие же, как у ATR-72 600, с которым его сравнивают, то для следующего по размерности проекта такой однозначности нет. Он весьма необычной схемы, двигатели с баками сзади, отчего центр тяжести смещён назад, что тащит за собой крыло. Это не очень хорошо, плечо до горизонтального оперения получается небольшим, что сказывается на безопасности и требует размещения дополнительных стабилизаторов в носовой части.
Так вот, заявленные характеристики сравнивают с Airbus A-320 Neo. Проект должен летать на расстояние до 2400 миль с крейсерской скоростью 450 узлов (да-да, метрическая система - забыли). Только вот у 320го аэробуса имени избранного из матрицы дальность при полной коммерческой загрузке 3500 миль при той же скорости. Про коммерческую загрузку важно, так как при меньшей загрузке самолёт может летать дальше. У водородных прототипов вообще не сказано, при какой загрузке указанная дальность. Но это уже не имеет значения. Меня не удивило, что дальность водородных самолётов будет меньше, причины я описал выше.
Большой самолёт вообще не стал проверять. Но, тем не менее, отрицать важность такого проекта будет неверно. В свое время повсеместный переход на электромобили воспринимался с такой же иронией. Сами авторы статьи пишут, что для реализации проектов требуется провести ещё много исследований и решить много задач.
Источник здесь.
Ставьте лайки, пишите комментарии и подписывайся на другие наши площадки (время нынче трудное, якоря везде бросать приходится):
Пока не заблокировали, вот канал на YouTube
Ну и совсем на крайний случай, канал в RuTube