導讀:【據雷神公司網站2025年5月15日報道】雷神公司正在對作為強大的變革性航空的燃料——氫開展研究工作,并正在開發和驗證在航空工業能夠大規模使用氫能的技術。
2024年12月,由美國能源部高級研究計劃局支持普惠公司實施的HySIITE(氫蒸汽噴射間冷渦輪發動機)項目結束。其臺架試驗結果表明,氫蒸汽噴射間冷渦輪發動機達到甚至超過了預期的性能。具體亮點包括:
驗證了冷凝器能夠每3秒捕獲1加侖(3.79升)水,滿足設計要求。
使用氫燃料的單噴嘴燃燒室臺架試驗表明,與基準GTF發動機相比,NOx減少了99.3%。
該架構達到了最初估算的性能,即能源效率提高了35%。
蒸發器在廢氣流路中有效運行。
普惠公司在HySIITE項目下成功完成的試驗表明,氫氣有可能成為一種常見且強大、高效的航空燃料。雷神公司高級技術研究員Lance Smith和雷神公司首席科學家Michael Winter對HySIITE項目進行了回顧。
Lance Smith:在位于康涅狄格州東哈特福德的雷神公司技術研究中心(RTX Technology Research Center)一個燃燒室試驗設備中開展了氫燃料燃燒試驗。在試驗中,燃燒室中發出了藍色火焰,在試驗工程師撥動開關后,火焰立即變成發光的橙紅色。這是普惠公司首次在發動機燃燒室中使用氫燃料開展試驗。HySIITE項目試驗表明“你可以燃燒氫氣,很干凈。你可以把這種爆炸性、高度易燃的氣體放入燃燒室中,安全穩定地燃燒。”
Michael Winter:“我們正在認識氫的價值,HySIITE是未來氫燃料和大規模推進最可實現的架構。如果氫能得到廣泛使用,普惠公司將為那個未來做好準備。無論我們推出什么新技術,它們都需要比當今飛行的任何產品都更安全,并且需要提供更好的客戶價值。如果發動機的能量效率能夠提高35%以上,那將為我們的客戶、航空公司以及我們國家和盟友的空軍節省大量成本。”
此外,HySIITE項目還對臺架上的蒸發器進行了試驗測試,證明其可以在噴氣發動機的排氣環境中存活,直到發動機的使用壽命。普惠公司首席工程師Jacob Snyder回憶說:“那就像一聲低沉的轟鳴聲,有點像在飛機上,空氣呼嘯而過的低沉轟鳴聲。氫爆炸的可能性不為零。當它以很好的結果通過試驗時,人們感到如釋重負。我們監測了流入的水流和空氣的溫度,并確保它們在我們預期的范圍內。蒸發器承受著很大的熱應力——它們基本上是吸收室溫的水并將其加熱,因此溫度梯度很大。所有試驗結果都比預期的要好,這一事實確實讓我們認為這項技術可能是氫能未來的可行選擇。”
雖然HySIITE項目已于2024年12月結束,但雷神公司正在開展另外兩個新項目,以推進氫能未來在航空領域的應用:一個是氫能先進發動機研究(HyADES)項目,由加拿大INSAT(可持續航空技術倡議)支持,旨在促進氫能在渦輪螺旋槳飛機中的使用,目前正在現有的PW127XT渦槳發動機中驗證氫氣的應用;第二個是COCOLIH2T項目,專注于創造一種在飛機上儲存氫燃料的方法,該項目還得到了歐盟清潔氫能聯合企業的支持。
來源:中國科協航空發動機產學聯合體
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