Dziś piątek, więc post nie o rakietach. AviationWeek opublikowało ciekawy artykuł o moim zdaniem bardzo nowatorskiej idei silnika odrzutowego napędzanego ciekłym wodorem i postanowiłem go Wam streścić / spolszczyć.
Użycie ciekłego wodoru w samolocie jest sporym problemem. Proste zastąpienie zwykłego paliwa wodorem daje bardzo kiepski rachunek ekonomiczny, bo ilość energii niezbędna do zamienienia wodoru z cieczy w gaz jest na tyle duża że w znaczący sposób obniża efektywność takiego silnika. Jak pewnie pamiętacie firma Reaction Engines próbowała w bardzo ciekawy sposób rozwiązać ten problem (używając ciekłego wodoru do zagęszczania powietrza) ale w końcu nic z tego nie wyszło z uwagi na parę wodną. I Pratt & Whitney chyba wyciągnął wnioski z porażki Reaction Engines i zaproponował coś, co na pierwszy rzut oka ma spore szanse działać. Oczywiście diabeł tkwi w szczegółach. Ale po kolei…
Cała idea tego nowego silnika sprowadza się do dwóch ciekawych pomysłów:
- spalanie wodoru w powietrzu z dużymi ilościami rozpylonej wody. Dzięki temu udaje się kontrolować temperaturę + produkuje się bardzo dużo gazów (para wodna!) które potem mogą napędzać sprężarkę / wentylator itp.
- skraplanie pary wodnej za pomocą ciekłego wodoru (co jednocześnie zamienia go w gazowy, nadający się do spalania)
Takie rozwiązanie nie dość że na wejściu na turbinę produkuje spore ciśnienie + sporą masę gazu (a co za tym idzie dużą moc) to jeszcze na wyjściu z turbiny utrzymuje bardzo niskie ciśnienie (bo para dona się skrapla) co dodatkowo zwiększa efektywność. Dodatkowo dzięki niskom temperaturom w jakich następuje spalanie, nie są prawie wcale produkowane tlenki azotu.
Cały cykl zaczyna się od wstępnego sprężenia powietrza (nie trzeba go sprężać tak mocno jak w tradycyjnych silnikach odrzutowych). Powietrze następnie dostaje zastrzyk pary wodnej i gazowego wodoru. Po zapaleniu produkuje się duże ilości pary wodnej która to napędza turbinę. Po wyjściu z turbiny para wodna napotyka wymiennik ciepła w którym się schładza jednocześnie podgrzewając ciekły wodór i zamieniając go w gaz. Nadmiar wody (w końcu to wynik spalania wodoru) wywalamy za burtę a to co potrzeba idzie znowu do komory spalania.
Jak na razie cały ten silnik to tylko trochę obrazków i kilka artykułów (i pewnie wiele patentów). Można założyć że jest wiele problemów do rozwiązania – np. utrzymanie odpowiedniego bilansu energetycznego przy różnych poziomach mocy silnika (jakby woda zamarzła na wymienniku ciepła to mamy spory problem podobnie jak sytuacja gdy woda nie da rady się skroplić), uruchamianie i wyłączenie tego itp.
W sumie to chciałbym zobaczyć miny wierzących w rząd rozpylający środki kontroli społeczeństwa za pomocą samolotów jak te wodorowe silniki zaczną być używane – contrails jakie samoloty będą zostawiały będą niesamowite. I pewnie okaże się że ma to zgubny wpływ na temperaturę Ziemi, opady itp.
