“液化氣飛機使用液化天然氣替代航空煤油,作為發(fā)動機的燃料。”中國商飛夢幻工作室負責(zé)人張馳告訴科技日報記者,天然氣的主要成分是甲烷,含碳量75%左右,而航空煤油含碳量85%左右,燃燒相同質(zhì)量的天然氣和航空煤油,天然氣產(chǎn)生的二氧化碳更少。
由于含碳量低的化石燃料燃燒更徹底,因此一氧化碳和碳氫化合物的排放也更低,若能做到適當(dāng)降低燃燒溫度,還有助于減少氮氧化物的排放。
一句話,液化氣飛機更環(huán)保。
從化學(xué)常識上看,相同質(zhì)量的天然氣比航空煤油含有更多的氫。“氫氧化形成水,是化石燃料燃燒產(chǎn)生熱量的主要來源,因此天然氣具有更高的能量密度,可以降低飛機需要的燃料重量。”張馳認為。
這么環(huán)保,使用液化天然氣作飛機燃料是否完美呢?
“燃油飛機的油箱,利用的是飛機結(jié)構(gòu)中的空腔;而由于液化氣必須存儲在高壓鋼質(zhì)氣罐中,很難安置于飛機內(nèi)部,這就使得飛機需要付出額外的重量代價。”張馳進一步解釋說,又因為液化氣的密度大約只有航空煤油的一半,這大大增加了燃料的體積。
想象一下,要給飛機憑空外加一個這么大重量的包袱,肯定會增加上升的阻力,還會帶來額外的燃料消耗,飛機的經(jīng)濟性可能會大打折扣。
“改用液化天然氣燃料,對飛機本身的安全可靠性和現(xiàn)有的機場設(shè)施都帶來了挑戰(zhàn),使得民用飛機面臨適航取證的困難。”張馳認為。
那研究液化氣有沒有價值呢?張馳非常肯定地說,考慮到未來天然氣和原油價格可能發(fā)生的波動,對于我國來說,研究液化氣飛機等新能源飛機是有意義的。
除為未來新能源飛機提供多樣的動力外,在技術(shù)上做什么突破可以令其有應(yīng)用價值?張馳分析說,液化氣飛機要外加油罐,所以在設(shè)計時就要全面考慮各種參數(shù)。
“如果從飛機設(shè)計的初始階段考慮新型燃料的存儲和使用,進而調(diào)整飛機的氣動布局、結(jié)構(gòu)布置和發(fā)動機參數(shù),做到一體化設(shè)計,對于提高民用飛機的經(jīng)濟性有很大幫助,據(jù)此設(shè)計的新型飛機才能具有應(yīng)用價值。”張馳說。
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