Comments 76
Неужели использование реактивного принципа на водородном топливе, по КПД выше, чем перегнать водород в электричество и вращать лопасти?
Где-то внутри самолёта размещать водородную турбину и генератор? (А лучше 2 для надёжности?) Плюс электродвигатели на каждом крыле. Это выглядит более сложной и тяжёлой по весу системой...
В принципе, есть топливные элементы. Работают на водороде, КПД около 50-60%, если верить Википедии.
На сколько я знаю, на полную мощность двигатели используются только на взлёте и наборе высоты.
Вопрос что выгоднее турбина + генератор или топливный элемент, который отравляется со временем и дорогой на высокую токоотдачу.
И вопрос с баками. Они гораздо тяжелее чем под керосин, они очень холодные и водород греется, значит из за вибраций будет фракция из жидкого и газообразного водорода в трубопроводах. Либо надо хранить водород под высоким давлением, но баки будут ещё тяжелее, а если хоть один рванёт, то это конец полёта.
Я так полагаю, про жидкий водород речь вообще не идёт, крионика сразу удорожает проект этак на порядок (включая и заправочные комплексы и хранение топлива) и добавляет кучу новых точек отказа, ну т.е. оно просто не выйдет на экономическую окупаемость. Это может быть только сжатый водород.
Сначала от разрыва, а потом от огня.
Бомбанёт как в Бейруте.
Как в Бейруте не будет, энергии в баках водородного самолёта суммарно будет примерно столько же, сколько и в обычном плюс-минус, но все равно детонация в случае чего будет поярче, чем паров авиационного топлива. Так что да, водород в качестве топлива для самолётов даёт лишь выбор между "очень неудобное топливо" и "капец какое неудобное топливо".
Керосин ещё умудрится надо взорвать. Обычно это просто огненное облако.
А водород при минимальном смешивании с воздухом и минимальной искре взрывается.
Более неудобное и опасное топливо ещё поискать.
Кмк уж лучше синтезировать метан, он куда более практичен.
Другое дело как запихнуть десятки тонн водорода в самолёт? Это очень, очень нетривиальная задача: даже в сжиженом состоянии водородные баки в разы больше равных по «энергии» керосиновых.
Другое дело как запихнуть десятки тонн водорода в самолёт?
Ну например как сделали в Ту-136.
Вопрос в том, какой ресурс будет у рабочих лопаток.
Баки под водород не только больше, но и тяжелее. И магистрали будут либо под большим давлением, либо с криогенной температурой. В первом случае любой разрыв как минимум приведёт к срыву обшивки и потере аэродинамики, к примеру на крыле на крейсерской скорости ещё лететь можно, а вот на посадочной скорости срыв потока и катастрофа(уже были). Во втором случае это намерзание льда и потеря прочности металлов.
В общем на мой обывательский взгляд, водород лишь повысит цену и опасность полётов, а понизит ли загрязнения, ещё вопрос. Т.к. вместе с горением водорода образуются ещё и соединения азота. Ну и производство/перевозка водорода процесс сложный и дорогой.
"очень высокий КПД — на уровне турбин электростанций (собственно — и там, и там турбина же)"
Но на электростанции турбина вообще другая - паровая, а если это ТЭЦ, то совместный кпд "по теплу" + "по электричеству" огромен.
вращать лопасти
Которые, в свою очередь, реализуют всё тот же реактивный принцип
Мне бы было страшновато летать, зная, что я сижу на огромной емкости, накачанной под давлением горючим газом.
Бочка с керосином - это немного другое. Она не под высоким давлением, при утечке топливо не превращается в вакуумную бомбу, не вспыхивает от малейшей искры. На бочке с керосином мне как-то спокойнее сидеть, чем на бочке со сжатым водородом :)
Нет такого огромного давления, в случае пробоины - просто течет, а не взрывается (если не поджечь, тогда может и бахнуть).
UPD: Долго публиковали
"первый в мире"?
Истории не помним и не знаем?
Ту-155?
Надо писать заголовок новости так
"RR смогли повторить советские эксперименты 1989 года"
Я помню, в 30-х годах были популярны летательные аппараты на водороде. Было очень зрелищно и очень жарко. Но пассажирам не понравилось.
Разве водяной пар - не парниковый газ?
Разве водяной пар - не парниковый газ?
Э с этим осторожно, вы сейчас откроете глаза помножите на нуль экоактивистов.
На фотографии изображено как этот парниковый газ выпадает в виде жидкого монооксида дигидрогена. Шок, жуткие кадры. Распространите!
А если серьёзно, ваш комментарий — пример отвратительного забалтывания и обесценивания проблемы загрязнения атмосферы парниковыми газами. Перевод дискуссии из плоскости фактов в эмоции. Потому что прекрасно известно, что водяной пар имеет свойство конденсироваться и выпадать в виде осадков. Предел содержания водяного пара в воздухе ограничивает его количество. Которое, к слову, имеет зависимость от температуры! Внезапно да? Чем "горячее" атмосфера, тем больше влаги в ней может содержаться. Следовательно, сильней ливни и прочие разрушительные атмосферные явления.
Случается ли это с метаном и CO₂? Безусловно, но в условиях Марса или Титана, но не у нас на планете! И самолёты на водородных двигателях выделят несоизмеримо меньше пара в сравнении с огромной площадью испарения лесов, океана, болотистых равнин и т.п.
И самолёты на водородных двигателях выделят несоизмеримо меньше пара в сравнении с огромной площадью испарения лесов, океана, болотистых равнин и т.п.
Но мы тут сравниваем не самолёты с болотами, а самолёты с самолётами. Самолёт на водороде выделит всяко больше пара, чем самолёт на керосине (потому что там существенная часть энергии выделяется при образовании СО2). Т.е. по сумме «парниковости» водород хуже керосина?!
Т.е. по сумме «парниковости» водород хуже керосина?!
Почему? Водяной пар выпал осадками и больше в атмосфере не присутсвует.
СО2 остался с нами и медленно поглощается мировым океаном разве что. Грубо говоря, при одинаковых количестве вещества, первое оказывало свой парниковый эффект условынй день, а второе - условный год. В каком случае вреда будет больше?
И самолёты на водородных двигателях выделят несоизмеримо меньше пара в сравнении с огромной площадью испарения лесов, океана, болотистых равнин и т.п.
А что по проблеме выделения NO2 про которую упоминали ниже? Не получим ли мы на выходе вместо СО2, пар +N02 в количествах превышающих вред от CO2?
Самолёт на керосине выделит больше СО2, который не выпадет дождиком по сравнению с водяным паром, вылеленным водородным двигателем.
Но мне кажется, что водородные движки из за кучи проблем технического толка так и не станут летать в гражданской авиации. Сложная топливная система, сложность заправки, текучесть, вот это всё будет создавать много опасных проблем :(
На мой обывательский взгляд кажется, что "экологичные" самолёты могут быть в виде медленных электролётов с винто-вентиляторными движителями и электродвигателями. Человечество будущего будет сознательно и никуда не будет спешить в отличии от капризных невротиков современности, хе-хе. Летишь, кайфуешь, смотришь в окошко и пьёшь чаёк. Ну и что что медленно, зато экологично.
Однажды я настолько угорел по этой идее, что нарисовал 3Д модель такого аэроплана. Пожалуйста, отнеситесь с долей иронии к этому концепту.
На мой обывательский взгляд кажется, что "экологичные" самолёты могут быть в виде медленных электролётов с винто-вентиляторными движителями и электродвигателями.
Но тут мы плавно возвращаемся к тому, что наиболее эффективный способ выработки электроэнергии сейчас это - турбина. Круг замкнулся. ;)
Использование же аккумуляторов, создает нам сопоставимые с использованием водорода проблема - масса, пожароопасность и т.д.
Плюс к этому критичным становится вопрос деградации батарей. Самолет не авто, просто остановится на дополнительную подзарядку может и не смочь. С другой стороны если кто-то сумеет наладить цепочку вида: батарея работает год в самолете -> 5 лет в автомобилях -> 10 лет в бесперибойниках сохо сегмента, то возможно и получим ощутимые выгоду на выходе.
Т.е. наиболее перспективно запасать электроэнергию в виде водорода, а лучше — метана, а не в батареях. Даже с учётом более низкого КПД. Просто это лучше и проще масштабируется.
Метан лучше водорода. Пойдем дальше, чего уж... пропан еще лучше. А бутан совсем хорошо (его можно и жидкий хранить везде, где летают самолеты, хотя пропан-бутановая смесь еще лучше). И вот мы имеем топливо, которое не требует огромного давления и можт быть просто налито в бак. Стоп! Керосин! Ах да, углекислый газ (очень вредный).
Кстати, а почему никто при упоминании углекислого газа не говорит, что его растворимость в воде уменьшается с ростом температуры и может оказаться что это не температура растет из-за углекислого газа, а как раз наоборот? Есть доказательство связи роста концентрации и температуры? Не совпадения на графиках, а именно механизм повышения температуры? Так-то водяной пар намного более парниковый газ, может просто вызывать дожди в океане в тех местах где много облаков для их ликвидации?
Углекислый газ, растворяясь в воде, приводит к закислению океана, что может обергуться огромной проблемой нарушающей планетарную пищевую цепь в океане. Разрушающей её базис — планктон. Т.к. изменение pH влияет на возможность микроорганизмов формировать скелеты своих клеток.
Спасибо. Статья интересная. Но англоязычная версия куда подробнее (к сожалению перевод намного короче). Действительно, это может стать проблемой (а может и не стать) - надо проводить исследования (я это вынес из нее). С другой стороны повышение CO2 хорошо для растений. И водорослей. И планктона тоже (той его части, которая фотосинезирует).
Для раковин, как я понял, нужен кальций, а его больше не становится и вот здесь углерод как раз и мешает. Но ведь кальций есть в океане! Как раз те самые раковины, Мел. Надо просто сбрасывать его в воду, так? Эту проблему тоже можно решить. Перевести в растворимую форму и сливать в реки - оно само дальше.
Мы подошли к тому моменту, когда цепляться за хрупкое равновесие пытаясь его сохранить уже невозможно. Пора исправлять ошибки. Серьёзно вмешиваясь в экосистемы. А кричать о том, что мы все поломали и давайте прекратим пользоваться всем природным разнообразием - путь в никуда. Этот поезд не остановить. Так давайте хотя бы направим его не в пропасть.
И противникам ГМО особый привет за то, что я не могу пойти и купить ГМО продукты в магазине. Как и экоактивисты, они все решили за меня.
Метан лучше водорода.Хорошо!
Пойдем дальше, чего уж...Ну, пошли...
пропан еще лучшеи пришли…
Скакого фига лучше? Его генрировать из СО2 и Н2О замучеешься. КПД процесса генерация/сжигание в разы меньше. Или вы не поняли, что речь идёт о «консервировании» электрического тока в химических связях? А не о крекинге нефти или добыче ископаемого газа?
Не буду говорить что все эти упражнения по поводу потепления не очень то правильны, но если говорить о применимости в самолетах - то почему бы вместо водорода не синтезировать тот же метан или другой углеводород? Именно синтезировать из углекислоты без применения твердого углерода как у Фишера. Таким образом, точно не повышаем содержание углекислого газа в атмосфере, и все проблемы с самолетами решаются
Я не химик, но что-то мне подсказывает, что это очень не выгодно энергетически. Эту углекислоту (желательно чистую) тоже надо где-то брать. А углерод лучше вытаскивать именно из того, где он лишний - из атмосферы. А его мало! И в промышленных масштабах дешевле просто растить и пилить деревья (траву), которые отлично его усваивают из воздуха, не требуют специального ухода и обходятся довольно дешево (при наличии площади). Так что да, если энергии неограниченно (где там термояд?) то синтез топлива из воды и воздуха - спасение от всех углеродозависимых проблем. Но пока энергии дефицит (а это так), терять её на преобразовании в хорошее топливо никто не будет.
в промышленных масштабах дешевле просто растить и пилить деревья (траву), которые отлично его усваивают из воздуха,
И которые его в воздух же отлично выделяют. Большинство деревьев и травы — СО2 нейтральны. А прирост биомассы «по углю» — не так уж и высок. Растения больше воды поглощают, чем СО2.
А добывать СО2 для синтеза намного проще не из атмосферы непосредственно, а из (очень) холодной воды. «Раскислять Серверный ледовитый океан» так сказать.
И которые его в воздух же отлично выделяют. Большинство деревьев и травы — СО2 нейтральны.
Не совсем верно. Они выделяют при разложении. Если же мы их законсервируем (в топливо), то возврат произойдет при его сжигании. Полная нейтральность. А если просто зароем в землю поглубже (как каменный уголь) - то просто изымем из атмосферы зарытый углерод.
А как получать холодную воду? Установки для охлаждения (очень холодного охлаждения?) требуют кратно больше энергии, чем для нагрева. А вода, насколько мне известно, обладает очень большой теплоёмкостью (есть ли что-то более теплоёмкое?).
В идеале — это должны быть большие плавучие платформы с мощной (гигаватты) атомной установкой на борту. Ну или если экологичненько — то ветряки на шельфах, которые сразу генерят и газ по трубопроводу качают.
А как получать углекислый газ из воды? Я правда не знаю дешевого способа, подскажите пожалуйста. Быстрый гуглинг дает только химические (что уже не дешево из-за расходников) либо вакуумные способы (что снова недешево из-за насосов). А траву можно просто скосить, сгрести и вырастить снова на том же месте до трех раз за сезон в средней полосе при полном отсутствии вспашки/посадки/прополки. Трава - это уже углеводород, если пиролитически разложить - сразу газ. А если жечь - углекислый газ.
Но да, даже это сейчас энергетически не выгодно, даже с современными культурами, которые дают больший выход зеленой массы в регионах круглогодичного роста этой травы. Ждем много дешевой (лучше дармовой) энергии.
А как получать углекислый газ из воды? Быстрый гуглинг дает только химические (что уже не дешево из-за расходников)
Почему не дёшево? Расходнки могут быть весьма дешёвыми. Едкий натр — меньше ста тысяч за тонну. При этом он переиспользуется. Дешевле греть соду, чем воду.
траву можно просто скосить, сгрести и вырастить снова на том же месте до трех раз за сезон
В первые пару сезонов. А потом там будут песчанные бури и пустыня: землю удобрять надо, иначе она умрёт.
Все эти биологические способы получения топлива (спиртов, газов) хороши, но очень плохо масштабируются. Т.е. это неплохой способ утилизации отходов, удовлеворения местного спроса в малоразвитых регионах. Но заменить все потребности человечества в топливе они никак не смогут: просто не хватит площадей, удобрений и т.п.
В первые пару сезонов. А потом там будут песчанные бури и пустыня: землю удобрять надо, иначе она умрёт.
Позволю себе не согласиться с этим тезисом. Сам видел поля для сенокоса, которые скашивались дважды. А потом еще и скотину пускали на выпас. И так много-много лет. Сначала это были колхозные неудобья, где люди косили сено (только там и можно было вдоль речки), потом просто косили сено без колхоза, а потом заросло лесом и сейчас березняк. Пустыни не стало. Не спорю, что южнее такое возможно, но в нашей полосе просто упадет урожайность (сильно).
И потом, никто не мешает удобрять. Это не так что б очень дорого.
Но, по прежнему, не выгодно.
А в чем проблема масштабирования? Разве сложно просто собрать органику и отвезти на переработку? Сейчас при уборке зерна комбайн просо перемалывает солому в труху и сыпет на поле, раньше ее собирали и использовали как подстилку. По факту дармовая органика (зерно нам все равно надо). При производстве еды (для нас, людей) очень много органики просто выбрасывается. Так что можно просто оптимизировать и получить её почти даром. Но, еще раз, это просто не выгодно по энергии.
… А потом еще и скотину пускали на выпас...В этом весь прикол — скотина удобряет.
А в чем проблема масштабирования?
В том что это производство не увеличишь в сто раз за десять лет. И вообще не факт что увеличишь в сто раз не заморив голодом миллиард-другой человек. И вообще не факт что увеличишь во столько на Земле.
А по энергии — это выгодно. И так даже делают в Южной Америке, где автомобилизация не такая высокая (ездят на спирту), или в Германии как «экологическую добавку» к ископаемому газу.
Весь вопрос именно в масштабировании: с лесов выход с гектара не такой большой, да и жалко дом зверюшек портить. А с «культурных» земель — нам самим еда нужна.
В Бразилии, на сколько я знаю, проблемы с нефтью. Её не хватает. А вот с сахаром проблем нет. Вот и весь секрет. В германии это регулируется законодательно (обязательно), что тоже отодвигает оправданность технологии. Так что нет, это НЕ выгодно даже там, где вечное лето (при условии наличия дешевой нефти).
В сто раз за десять лет не заморив людей голодом? Смотря с чего начинать. Если со ста литров в гараже - легко! Но да, до масштабов производства всеми НПЗ нереально дорого на земле. Но ведь есть океан! Плавучие биореакторы - чем не выход? Понятно что прибрежные зоны много где (привет Япония) усеяны фермами (разводят морепродукты), но в самом океане места много, и построить туда газопровод (спиртопровод) тоже можно.
А если серьёзно, ваш комментарий — пример отвратительного забалтывания и обесценивания проблемы загрязнения атмосферы парниковыми газами.
И самолёты на водородных двигателях выделят несоизмеримо меньше пара в сравнении с огромной площадью испарения лесов, океана, болотистых равнин и т.п.
У вас взаимоисключающие параграфы - вот именно поэтому и написал сообщение что водяной пар из самолетов учитывать как парниковый газ - глупо ввиду концентрации на уровне погрешности.
НК-88 на Ту-155 уже не считается видимо...1988 год!
>над созданием технологий более чистого топлива, такого как водород,
который при сгорании производит водяной пар вместо углекислого газа.
Клоунада корпоративного масштаба. Температура горения водорода в атмосфере - около 3000 градусов, начиная с 2000 в реакцию начинает вовлекаться азот с дальнейшем образованием закиси азота N2O.
Но лох - не мамонт, лох не вымрет. Денег на передовую разработку дадут. А лет через 10 никто про эти обещания и не вспомнит.
"...Закись азота является третьим по значимости долгоживущим парниковым газом, накопление которого в атмосфере Земли — одна из причин глобального потепления, так как N2O является веществом, разрушающим стратосферный озон[2]..."
Это я ещё не вспомнил, что водяной пар - тоже парниковый газ. Экий попил...
Это я ещё не вспомнил, что водяной пар - тоже парниковый газ.
Да, но газ он буквально часик, другой. А потом просто дождь. Или туман. Ну или снег.;)
Это не совсем верно. В атмосфере на постоянной основе присутствует от 0.2 до 0.5% водяного пара, и его доля за период наблюдений с середины XX непрерывно растёт. При этом превращение пара в дождь сопряжено с образованием облаков, а по результатам пролета самолёта облака обычно не образуются. Да и в целом, судьба водяного пара, возникшего, напомню, при сгорании при температуре около 3000 градусов вовсе не так однозначна, как Вы написали. Скорее, он будет плавно рассеиваться, постепенно повышая общую концентрацию пара в атмосфере, т.к. горячие струи пара имеют больше шансов на разлёт, чем на конденсацию.
Так что можно говорить о том, что высоколетящий самолёт с реактивным двигателем двигателем на водороде - это прям идеальная затея для техногенной провокации парникового эффекта. Слабенькой, конечно. Но заявляемой создателями цели борьбы с этим эффектом затея явно не отвечает.
Например, самолету Boeing 747 потребуется более 1 млн литров водорода,
Если что, то это для сжиженного водорода. То есть, температура ниже -250С и теплоизолированные баки с системой стравливания излишков испарившегося водорода. Для баков высокого давления объем нужен больше.
Всё-таки, ИМХО, у гражданской авиации должен быть очень высокий уровень пассивной безопасности. У обычного керосина он довольно высокий: обычное давление, при обычной температуре, сам ну вообще не самовоспламеняется.
Водород же в любом виде антоним слова «безопасность». В жидком виде нужны криогенные температуры или конские давления. Смесь же газообразного водорода с воздухом люто взрывоопасна. А уж в тех количествах, которые нужны самолёту — одним самолётом можно будет весь аэропорт взорвать.
Водородный транспорт уже был. Немцы передают привет и рекомендуют не надеяться на то, что все пассажиры добровольно сдадут спички.
Водород ОЧЕНЬ трудно хранить. Он, зараза такая, отдал электрон и стал протоном. Их НИЧЕМ нельзя удержать. А материалы они разрушают. Даже металлы. И взрывоопасная концентрация в воздухе имеет очень широкие пределы (это я в детстве убедился экспериментально, своим детям без себя не разрешу таких опытов).
Может всё-таки гигантские дирижабли на ядерной тяге?
А на чем? Водород, гелий или теплый воздух? Водород - см. минусы выше. Гелия банально мало, построить воздушный флот может и не хватить. Остается теплый воздух. Но это так себе грузоподъемность и КПД.
Первый в мире испытательный пуск водородного реактивного двигателя прошёл успешноЭмм, может, заголовок-то поменяем? Водородные реактивные двигателей на ракетах, кажется, уж скоро сто лет как летают.
Первый в мире испытательный пуск водородного реактивного двигателя прошёл успешно