Je me demande simplement si fournir de l'hydrogène comprimé à une turbine serait un meilleur carburant car il a trois fois l'indice d'octane du kérosène. Cela semble mieux partout.
Je me demande simplement si fournir de l'hydrogène comprimé à une turbine serait un meilleur carburant car il a trois fois l'indice d'octane du kérosène. Cela semble mieux partout.
Oui, en effet, le projet de construire un avion à réaction à hydrogène a jeté les bases de l ' utilisation de l'hydrogène dans les fusées Centaur et les étages supérieurs du Saturne 5. Alors que l'hydrogène n'était utilisé que à titre expérimental dans les bancs d'essai, l'Union soviétique a construit un dérivé d'un avion de ligne régulier, le Tupolev 155, pour tester l'hydrogène et gaz naturel en vol.
EDIT: NACA a également fait des tests en vol. Veuillez consulter la réponse de @ jayhendren pour plus de détails.
Alors oui, le Tu-155 a effectivement volé à plusieurs reprises avec un turboréacteur à hydrogène. Alors que les moteurs gauche et central sont restés NK-8, le moteur droit a été remplacé par un NK-88 adapté au GNL et à l'hydrogène. D'autres projets comme celui d'un avion de ligne supersonique à hydrogène ont malheureusement pris fin avec l'Union soviétique elle-même.
Tu-155 Vue en coupe (image source)
L'hydrogène est également le principal propulseur des statoréacteurs hypersoniques, mais ce ne sont pas des turbines.
L'hydrogène a un grand rapport de mélange avec l'air où il brûlera. De plus, étant gazeux, il se mélange beaucoup plus rapidement avec l'air, de sorte que la chambre de combustion peut être petite. Lorsqu'un J-57 converti a été testé à l'hydrogène en 1957,
Les ingénieurs de test ont été agréablement surpris par la facilité de fonctionnement du moteur. Ils l'ont fait fonctionner à pleine puissance et ont ralenti si loin que le ventilateur d'air tournait si lentement que les pales individuelles pouvaient être comptées. Dans cette dernière condition, la manette des gaz pourrait être ouverte et le moteur accélérerait rapidement et en douceur à pleine puissance. Ils ont constaté que la distribution de température était bonne et qu'il n'y avait pas de problème majeur.
Mais Niels a raison - sa faible densité rend l'hydrogène problématique. Comme Alexis W. Lemmon, Jr., l'a rapporté en mai 1945 dans son rapport sur d'éventuels carburants à réaction (extrait de history.nasa.gov):
"Bien que le système hydrogène liquide-oxygène liquide ait de loin les performances d'impulsion spécifiques les plus élevées de tous les systèmes considérés dans ce rapport, la faible densité moyenne des composants du carburant élimine presque complètement ce système de toutes les applications, sauf très mineures."
Pour les carburants destinés à être utilisés dans les avions, le paramètre clé de performance est la densité énergétique du carburant: combien de travail potentiel est stocké dans combien de litres de matière. Une densité d'énergie élevée signifie que les réservoirs de carburant seront petits et que l'énergie libérée lors de la combustion d'un litre sera grande. Le problème avec l'utilisation de l'hydrogène comme carburant d'avion est que sa densité énergétique est bien inférieure à celle du kérosène ou du diesel (car un litre d'hydrogène à la pression atmosphérique contient beaucoup moins d'énergie potentielle chimique qu'un litre de kérosène), et le réduit à réduire son volume nécessite une réfrigération cryogénique qui augmente considérablement le coût et le poids, et l'avantage de l'indice d'octane de H2 n'est pas compensé par ces inconvénients.
En ce qui concerne spécifiquement la combustion de l'hydrogène dans les turbines à cycle de Brayton, cela est possible mais économiquement peu pratique car le coût de fabrication d'un litre d'hydrogène est bien supérieur au coût de raffinage d'un litre de kérosène à partir de pétrole brut.
Le premier prototype de Von Ohain de son turboréacteur HeS 3, le HeS 1, a brûlé de l'hydrogène lors des premiers essais. Ce n'est qu'après quelques modifications qu'il a pu le faire fonctionner avec un carburant liquide.
Ce n'est pas tout à fait sur le sujet («Aviation»), mais répond à la question d'une manière ou d'une autre:
L'hydrogène est actuellement considéré comme le «carburant du futur» pour les turbines à gaz existantes et nouvelles dans les centrales électriques , aussi bien pour les petites que les grandes turbines à gaz. L'industrie s'efforce de permettre à toutes les lignes de turbine existantes de gérer cela, et les modifications sont mineures (enfin, mineures par rapport à la complexité d'une turbine à gaz moderne). De nombreux modèles sont déjà activés et éprouvés avec succès, et le marché s'attend à recevoir bientôt les premières demandes.
Dans l'ensemble, il est assez facile d'utiliser l'hydrogène - mais peut-être pas dans un avion.
Le principal La raison d'aller pour la combustion de l'hydrogène est qu'elle permet le stockage de l'hydrogène sous forme de batterie - lorsqu'il y a plus d'énergie disponible (de préférence solaire ou éolienne), elle est convertie en hydrogène, et lorsque l'énergie est nécessaire, elle se brûle dans les turbines à gaz existantes. Cela permettrait d'économiser des milliards d'investissements existants dans les centrales électriques en les convertissant en centrales à hydrogène zéro émission.
[Clause de non-responsabilité: j'ai une relation professionnelle avec une telle entreprise; cependant, ce ne sont pas des informations limitées]
NACA (le prédécesseur de la NASA), a brûlé de l'hydrogène dans un turboréacteur en vol.
Il existe une longue histoire d'expérimentation de la NACA et de la NASA avec l'hydrogène comme carburant dans l'histoire de la NASA site Web.
Dans les années 1950, la NACA a brûlé de l'hydrogène dans un turboréacteur sur un avion B-57 modifié dans le cadre du projet Bee:
Un rapport technique sur les performances en vol de la turbine à hydrogène a été publié et est disponible en téléchargement sur le site Web de la NASA.
Les expériences avec l'hydrogène comme source de carburant pour les moteurs à turbine ont été suffisamment fructueuses pour que l ' avion de reconnaissance à haute altitude Lockheed CL-400 soit conçu pour utiliser de l'hydrogène:
En fin de compte, cependant, le CL-400 a été annulé, bien qu'une partie de la recherche pour ce projet ait fait son chemin dans le désormais célèbre SR-71.