Новая энергетика

Альтернативные виды авиационного топлива в «посленефтяной период»

Новая энергия - Биотопливо

Ожидается, что на протяжении ближайшего времени стоимость нефти будет оставаться на достаточно высоком уровне. Уже сегодня некоторые авиакомпании повышают стоимость топливных сборов при продаже билетов, чтобы компенсировать потери от быстрого роста цен на топливо. Учитывая такие перспективы, перевозчики вынуждены искать новые виды альтернативного авиационного топлива.

По мнению международных экспертов, следует ожидать дальнейшего роста цен на углеводородные энергоносители. Заменителем нефтепродуктов может стать синтетическое топливо из природного газа и угля. Но возрастание спроса на уголь, природный газ и биотопливо (например, этанол и биодизель) также приведет к росту цен. Таким образом, авиапромышленность обречена на существование в конкурентной среде, где ведется постоянная борьба за обладание энергоресурсами.

Авиационные турбинные двигатели могут работать на различных видах топлива, поэтому первыми кандидатами на апробацию альтернативного горючего являются рейсы на расстояние до 800 км. В большинстве случаев на самолетах этих перевозчиков стоят турбовинтовые двигатели. Их конструкция позволяет существенно увеличить объем заправочных емкостей для работы на более дешевом, но менее энергоемком горючем.

Экраплан – это летательное средство, конструкция которого обеспечивает создание во время полета так называемой «воздушной подушки» между крылом самолета и поверхностью, над которой он летит. Большие и тяжелые модели экрапланов могут летать на средней скорости над водой и перевозить пассажиров и грузы в прибрежной зоне на расстояние до 800 км. В Англии уже прошли первые испытания подобных авиатранспортных средств, что доказало целесообразность и перспективность их дальнейшего создания.

Такие самолеты могут быть оборудованы нетрадиционными двигателями внешнего сгорания, которые работают на конкурентоспособном альтернативном топливе (угольно-водном), непригодном для двигателей внутреннего сгорания. В экрапланах могут применяться электрические вентиляторные двигатели со сравнительно большой силой тяги.

Не исключается также возможность производства двигателей, работающих на охлажденном сжиженном водороде. В тоже время необходимы всесторонние исследования для решения многочисленных проблем, связанных с обеспечением альтернативным горючим сверхзвуковых и гиперзвуковых самолетов.

Среди других альтернативных путей решения проблемы топлива рассматривается создание высокоплотных энергонакопителей, разработка которых стала возможной благодаря развитию передовых нанотехнологий и изучению явления сверхпроводимости.

Сегодня мы все чаще становимся свидетелями подчас неожиданных, но очень важных открытий в этой сфере. По мнению специалистов, принцип высокотемпературной сверхпроводимости может полностью решить проблему создания высокоплотных энергонакопителей. Энергия, которая сохраняется в высокопроводимом накопителе, может приводить в действие электромотор, с лопастями как у современных авиационных турбовентиляторных двигателей. При этом его мощность приблизительно равна 90% мощности турбинного аналога.

Кроме того, сегодня разрабатываются двигатели, в работе которых применяется эффект флотации для использования в производстве коммерческих самолетов с дозвуковой скоростью. Разработанные в начале ХХ века физиком-изобретателем Генри Коанда (Henri Coanda), такие двигатели имеют такие же характеристики, как и существующие турбовентиляторные агрегаты.

Самолеты с нетрадиционными авиационными двигателями, которые работают на электроэнергии или на принципе флотации, могут летать на больших высотах (до 20 тысяч метров), так как разреженный и охлажденный воздух является идеальной окружающей средой для их нормальной работы.

Ожидается, что в посленефтяной период существенно возрастет количество наземных транспортных средств, оборудованных электромоторами или водородными двигателями. Ближнемагистральные самолеты смогут работать на этаноле или водороде, при этом жидкий водород будет использоваться как топливо для сверхзвуковых воздушных суден.

А в будущем гражданская авиация будет нуждаться в намного большем количестве электроэнергии для зарядки высокопроводимых аккумуляторов, систем жидких азотных охладителей, а также систем сжатия и охлаждения водорода.

Как известно наибольший расход топлива самолета происходит во время его взлета. Поэтому уже сегодня руководители больших аэропортов задумываются над тем, как обеспечить необходимым количеством (300-1000 МВт/часов) электроэнергии сверхзвуковые самолеты, осуществляющие межконтинентальные рейсы. И приходят к выводу, что существующие электрогенерирующие системы даже самых развитых стран не смогут удовлетворить потребности будущего энергоэлектрического авиационного флота.

Очевидно, что в будущем следует делать ставку на передовые научные разработки альтернативных источников питания. Прежде всего, речь идет о нанотехнологиях и принципах сверхпроводимости.

В результате развития новейших технологий уже в ближайшем будущем появятся новые высокоплотные электрические аккумуляторы. Работа над созданием авиационных электродвигателей для самолетов, летающих на сверхзвуковых скоростях, будет продолжаться очень активно вне зависимости от того, когда конкретно настанет «посленефтяной период».

Остается очень высокой вероятность появления альтернативного жидкого топлива, способного конкурировать с традиционными видами горючего. И наконец, развитие технологий по созданию пассажирских и грузовых самолетов на воздушной подушке также является крайне перспективным направлением в авиационной промышленности.