Existe um prático combustível de aviação sem carbono?

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Por exemplo, quando eu quero usar um pequeno turbojato ou turbofan de bypass baixo como APU e fornecedor de ar de sangria para retalhos soprados, ailerons, elevadores (como o avião anfíbio ShinMaywa US-2) e lemes (e descongelamento por asa quente) há um lote dos dutos internos, e um grande número deles é bastante estreito; portanto, ter fuligem é como ter trombo nos capilares, por isso é melhor que ele não contenha tanto quanto um único átomo de carbono nele.

EDIT: OK, o pequeno mecanismo mencionado acima é usado como um gerador de gás, não por impulso, esse é o trabalho dos principais motores. Por uma questão de argumento, vamos supor que os principais motores não estejam disponíveis para o ar de sangria, como nos grandes aviões da vida real, porque eles são montados em cardan em um turboélice de inclinação. Se isso soa artificial, que tal ter um conjunto completo de superfícies sopradas para que o turboélice de inclinação possa ter autoridades de controle em inclinação, rotação e guinada em nós da velocidade do vento 0, ou seja, quando estiver decolando verticalmente. Ser um turboélice de inclinação significa que não pode ter hélices de passo variável semelhantes a helicópteros como o V22 Osprey e deve confiar em medidas externas para controle de atitude.

EDIT: Não importa o quão fraco o combustível alternativo seja, desde que ele possa suportar o N1 RPM do pequeno motor a jato. Isto é apenas para o pequeno motor.

por Princesa Almôndega 03.02.2019 / 08:54

3 respostas

Essa questão é baseada em um mal-entendido fundamental: por definição, o sistema de ar de sangria NÃO possui subprodutos de combustão. Nenhum.

O ar de sangria é retirado ou "sangrado" da seção do compressor antes que o combustível seja introduzido na câmara de combustão. O que faz sentido quando se considera que o ar de sangria geralmente é usado para acionar os pacotes de ar condicionado ... você realmente não quer que os gases de escape entrem na cabine pressurizada!

Qualquer sistema que esteja usando gases de exaustão e fazendo algo com eles, NÃO é, por definição, um sistema de "ar de sangria".

A solução para a questão subjacente é semelhante à usada no 737 NG: uma APU que queima combustível de aviação padrão, abundante e confiável, e que transforma um gerador e um compressor de carga. Esse compressor fornece o ar de sangria para os sistemas pneumáticos do jato, e bastante, e com bastante eficiência. Quando você coloca uma carga de ar de sangria nessa APU, a EGT aumenta, mas não porque você está roubando ar de refrigeração, mas porque a APU agora está queimando mais combustível para fazer mais trabalho. Ótimo sistema, funciona bem.

Mas, no final das contas, os subprodutos da combustão sempre serão indesejáveis ​​em um sistema pneumático, mesmo que seja "apenas" um suprimento constante de vapor de água. Nenhum combustível fará o que o OP prevê, mas uma abordagem diferente para produzir o ar de alta pressão funcionará perfeitamente.

03.02.2019 / 20:37

Um combustível diferente não é necessário. Mesmo o experimento mais extremo na produção de motores a jato desviados, o Hunting H.126 não desviou o fluxo de exaustão, apenas retirou o ar comprimido. Sua velocidade de decolagem foi 52 km / h. Todas as aeronaves precisam de impulso para a frente e, com os modernos turbofans de bypass alto, você pode obter grandes quantidades de ar comprimido que é mais do que suficiente para soprar qualquer superfície desejada. O BAe Harrier é um bom exemplo; os bocais dianteiros do Pegasus sopram ar comprimido e combinam com o impulso do escapamento do jato nos bocais traseiros.

Os combustíveis se enquadram mais ou menos nas categorias 3:

  1. hidrocarbonetos (tudo, desde metano a combustível de aviação e diesel). Todos eles contêm carbono. Alguns deixam menos fuligem que outros: o metano é relativamente limpo. Mas é um gás à temperatura ambiente, o que dificulta o armazenamento (você precisa de tanques pesados ​​de alta pressão).
  2. Hidrogênio. Limpo, mas muito difícil de armazenar (necessitando de tanques de alta pressão ainda mais pesados ​​que o metano) e explosivo em uma ampla variedade de circunstâncias.
  3. Oddballs como hidrazina e hipergólicos. Todos eles são combustíveis tóxicos e desagradáveis ​​que requerem manuseio especializado, o que os torna inadequados para uso civil. Os hipergólicos são combustíveis de duas partes que queimam espontaneamente quando em contato com seus parceiros.

Mais alguns detalhes sobre hidrazina:

Hydrazine is highly toxic and dangerously unstable

Qualquer pessoa envolvida em abastecer um veículo movido a hidrazina deve usar um traje Hazmat completo. Isso, por si só, dificulta o uso de uma aeronave movida a hidrazina na maioria dos aeroportos, pois isso atrapalha as operações normais.

A hidrazina também é ineficiente. Para combustível de aviação, você pode puxar o oxidante do ar circundante. A hidrazina tem um impulso específico de 220 s, enquanto combustível de avião tem um impulso específico na região de 350 s. Então você precisa transportar 350 / 220 é 1.5 vezes mais combustível para fazer o mesmo trabalho.

Os produtos de escape da hidrazina são extremamente inflamáveis ​​(hidrogênio). Você poderia queimar isso em um motor a jato, o que aumentaria significativamente o impulso específico. O hidrogênio é um pouco meticuloso, mas aeronaves movidas a hidrogênio foram testadas.

03.02.2019 / 13:23

Para responder à pergunta conforme indicado no cabeçalho, aeronaves movidas a hidrogênio foram tentados com algum sucesso (eles voam desde cerca de 1989). Muitos problemas precisam ser resolvidos lá, mas parecem menos problemas do que com a hidrazina. A queima de hidrogênio produz apenas água, portanto o combustível deve ser neutro em carbono.

Alguns metais queimados como magnésio "chorume combustível " foram testados em cerca de 1950, com as alegações de que pode produzir mais impulso. Parece que esses trabalhos não avançaram até o protótipo flyable.

Aeronave elétrica pode ser neutro em carbono, dependendo de como foi obtida a eletricidade. Eles também já voam, desde o 1917, mas até o 2019, principalmente como demonstradores de tecnologia.

Aeronaves nucleares foram pensadas no passado, mas nenhuma foi construída.

03.02.2019 / 17:14