Rolls-Royce rescrie istoria aviației: motorul cu reacție alimentat exclusiv cu hidrogen ar putea schimba zborurile viitorului

Industria aviației caută de ani buni o alternativă la combustibilii tradiționali, iar hidrogenul a fost considerat, de multe ori, una dintre cele mai promițătoare soluții. Problema este că, deși ideea nu este nouă, transformarea ei într-o tehnologie viabilă pentru avioanele moderne s-a lovit de numeroase obstacole tehnice.

Inginerii de la Rolls-Royce susțin că au depășit unul dintre cele mai dificile praguri. Compania a reușit să opereze un motor modern de avion folosind exclusiv hidrogen, în cadrul unui experiment care ar putea deschide drumul către o nouă generație de aeronave, se arată pe pagina Easy Jet.

Testul nu a avut loc în aer, ci la centrul spațial Stennis al NASA, unde un motor Rolls-Royce Pearl 15 modificat a fost instalat pe un banc special de testare. Chiar dacă propulsorul nu a fost montat pe un avion aflat în zbor, acesta a simulat toate etapele unui zbor real.

Un motor modern a funcționat cu hidrogen în toate fazele unui zbor

În timpul demonstrației, inginerii au recreat întregul ciclu operațional al unui avion. Motorul a trecut prin toate etapele unui zbor comercial, de la pornire și rularea pe pistă până la decolare, croazieră și aterizare.

Partea cea mai importantă a experimentului este faptul că alimentarea s-a făcut exclusiv cu hidrogen, inclusiv în momentele în care regimul de funcționare al motorului s-a modificat.

Aceste tranziții reprezintă una dintre cele mai mari provocări pentru un motor alimentat cu hidrogen. Schimbările rapide ale procesului de ardere pot provoca fluctuații ale tracțiunii și pot afecta stabilitatea propulsiei.

Proiectul a fost dezvoltat în colaborare cu NASA, EasyJet și Tata Consultancy Services, iar rezultatele obținute demonstrează că un motor turbofan modern poate funcționa în condiții controlate folosind exclusiv hidrogen.

Vezi și:

China pregătește avionul supersonic care ar putea zbura de două ori mai repede decât sunetul. Călătoria dintre Beijing și Shanghai ar putea dura doar 30 de minute

Ce puteai face într-un aeroport înainte de 11 septembrie 2001 și astăzi este imposibil. Cum s-a schimbat securitatea aeriană

O idee veche de aproape 70 de ani revine în atenția industriei aeronautice

Deși experimentul pare revoluționar, conceptul nu este nou. Primele teste au fost realizate încă din 1957, când NASA, cunoscută atunci sub numele de NACA, a experimentat utilizarea hidrogenului pe un avion B-57 Canberra.

La acea vreme, un motor cu reacție J65-B-3 a fost trecut de la combustibil convențional la hidrogen gazos în timpul zborului. Testele au demonstrat că tehnologia este funcțională, însă limitările tehnice ale perioadei au împiedicat dezvoltarea ei.

În 1988, sovieticii au mers mai departe și au testat un avion Tupolev echipat cu un motor NK-88 alimentat cu hidrogen lichid.

Niciunul dintre aceste experimente nu a fost urmat de o implementare comercială.

Unul dintre cele mai mari riscuri era reprezentat de fenomenul numit „retur de flacără”. În cazul hidrogenului, viteza de propagare a arderii este mult mai mare decât în cazul kerosenului, iar flacăra se poate întoarce spre injectoare și conductele de alimentare, provocând avarii severe.

Pe lângă acest risc, hidrogenul necesită o energie de aprindere foarte redusă, ceea ce crește probabilitatea unor aprinderi premature.

Marea provocare nu este motorul, ci depozitarea combustibilului

Dacă problema controlului combustiei pare să fi fost rezolvată, cea a stocării combustibilului rămâne deschisă. Hidrogenul oferă un avantaj important în ceea ce privește energia disponibilă raportată la greutate. Un kilogram de hidrogen poate furniza aproximativ 120 MJ de energie, în timp ce un kilogram de kerosen oferă aproximativ 43 MJ. Din perspectiva masei, hidrogenul este net superior. Situația se schimbă atunci când este analizat volumul necesar pentru stocare.

Chiar și în stare lichidă, hidrogenul are nevoie de rezervoare mult mai mari decât kerosenul. Dacă este păstrat sub formă gazoasă și comprimat la 700 de bari, volumul necesar poate fi de aproape șase ori mai mare. Acest lucru obligă constructorii să regândească întreaga structură a aeronavelor.

Rezervoarele criogenice, sistemele de izolare și modificarea fuselajului reprezintă provocări care nu au fost încă rezolvate complet.

Rolls-Royce a ales o strategie diferită față de Airbus și GE

Un alt element interesant este direcția tehnologică adoptată de Rolls-Royce. În timp ce Airbus, GE și Safran explorează dezvoltarea unor sisteme bazate pe pile de combustie și propulsie electrică, constructorul britanic a ales să păstreze arhitectura clasică a motorului cu reacție și să înlocuiască doar combustibilul.

Această abordare ar putea simplifica dezvoltarea viitoarelor aeronave, deoarece nu necesită introducerea unor sisteme electrice complexe și a unor baterii de mari dimensiuni.

Drumul până la apariția avioanelor comerciale alimentate cu hidrogen este încă lung, însă experimentul realizat de Rolls-Royce demonstrează că una dintre cele mai dificile probleme tehnice a fost depășită.

„Baywatch” revine în 2027 cu o nouă generație de salvamari. Cine îi înlocuiește pe Pamela Anderson și David Hasselhoff VIDEO