“背著”液化氣罐的飛機怎麼飛

近日,有消息稱俄羅斯研究人員正在設計“背著”液化氣罐的飛機,並進行風洞實驗。“液化氣飛機使用液化天然氣替代航空煤油,作為發動機的燃料。”一句話,液化氣飛機更環保。“改用液化天然氣燃料,對飛機本身的安全可靠性和現有的機場設施都帶來了挑戰,使得民用飛機面臨適航取證的困難。”

近日,有消息稱俄羅斯研究人員正在設計“背著”液化氣罐的飛機,並進行風洞實驗。為什麼要研究液化氣飛機?它將怎麼飛?

“液化氣飛機使用液化天然氣替代航空煤油,作為發動機的燃料。”中國商飛夢幻工作室負責人張馳告訴科技日報記者,瓦斯的主要成分是甲烷,含碳量75%左右,而航空煤油含碳量85%左右,燃燒相同質量的瓦斯和航空煤油,瓦斯產生的二氧化碳更少。

由於含碳量低的化石燃料燃燒更徹底,囙此一氧化碳和碳氫化合物的排放也更低,若能做到適當降低燃燒溫度,還有助於减少氮氧化物的排放。

一句話,液化氣飛機更環保。

從化學常識上看,相同質量的瓦斯比航空煤油含有更多的氫。“氫氧化形成水,是化石燃料燃燒產生熱量的主要來源,囙此瓦斯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。

這麼環保,使用液化天然氣作飛機燃料是否完美呢?

“燃油飛機的油箱,利用的是飛機結構中的空腔;而由於液化氣必須存儲在高壓鋼質氣罐中,很難安置於飛機內部,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,這大大新增了燃料的體積。

想像一下,要給飛機憑空外加一個這麼大重量的包袱,肯定會新增上升的阻力,還會帶來額外的燃料消耗,飛機的經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有的機場設施都帶來了挑戰,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,考慮到未來瓦斯和原油價格可能發生的波動,對於我國來說,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,在科技上做什麼突破可以令其有應用價值?張馳分析說,液化氣飛機要外加油罐,所以在設計時就要全面考慮各種參數。

“如果從飛機設計的初始階段考慮新型燃料的存儲和使用,進而調整飛機的氣動佈局、結構佈置和發動機參數,做到一體化設計,對於提高民用飛機的經濟性有很大幫助,據此設計的新型飛機才能具有應用價值。”張馳說。

(科技日報北京7月18日電)

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