Hidrojen Jet Motoru Nasıl Çalışır?

Hidrojen Jet Motoru Nasıl Çalışır?

Hidrojenin havacılıkta kullanım için olağanüstü malzeme özellikleri vardır ve çevre üzerinde sıfıra yakın etkisi vardır, bu da onu gelecekteki uçaklar için umut verici bir aday haline getirmektedir.

Jet yakıtından üç kat daha fazla enerji yoğunluğuna sahip olan hidrojen, yakıt hücrelerinde veya jet motorunda doğrudan yanma amacıyla kullanılabilmektedir.

Hidrojen içten yanmalı motorlar geniş bir alev alma aralığına ve yüksek kendiliğinden tutuşma sıcaklığına sahiptir; bu da hidrojenle yanmayı kirletici maddeleri ve enerji kaybını azaltmak için uygun hale getirir.

Airbus ve CFM International, Airbus'ın 2035 yılına kadar sıfır emisyonlu bir uçağı piyasaya sürme hedefinin bir parçası olarak A380 için bir hidrojen tanıtım programı üzerinde işbirliği yapıyor.

Hidrojen, gelecekteki uçaklar için en umut verici adaylardan biridir. İster doğrudan jet motorunun yanması için ister yakıt hücrelerinde sıvı hidrojenin kullanımı olsun, malzeme özellikleri havacılıkta kullanım için olağanüstüdür. Üstelik hidrojen çevreye karbon veya nitrojen gazı yaymadığı için çevre üzerinde sıfıra yakın bir etkiye sahip.

Hidrojen jet yakıtından üç kat daha fazla enerji yoğunluğuna sahiptir. Geleneksel yanma prosesinin aksine, hidrojen yakıt hücreleri elektrokimyasal bir proses yoluyla elektrik üretir. Sürekli elektrik gücüne duyulan ihtiyaç, hidrojen teknolojisinde karşılaşılan zorluklardan biridir.

Bu makale, hidrojenin yanma sürecini ve bunun çevredeki karbondioksit ve nitrojen oksit emisyonlarını nasıl azaltabileceğini araştırıyor. Teknoloji henüz başlangıç aşamasında olsa da Airbus dahil büyük üreticiler tarafından denenmiş ve test edilmiştir.

Hidrojen yanmasının tarihi

1804 yılında Fransız-İsviçreli mucit Isaac de Rivaz tarafından inşa edilen dünyanın ilk içten yanmalı motoru, hidrojen ve oksijen kombinasyonunu kullanıyordu. Tokyo Şehir Üniversitesi 1970 yılından bu yana hidrojen içten yanmalı motorlar geliştiriyor ve bu teknolojiyle çalışan otobüsler var. Hatta uçaklara güç sağlamak için bile kullanılıyor.

1988 yılında Tupolev Tu-155, sıvı hidrojenle çalışan dünyanın ilk deneysel ticari uçağı olarak göklere çıktı. 1991'de SSCB'nin çöküşüne kadar hidrojen ve daha sonra sıvılaştırılmış doğal gazla çalışan yaklaşık 100 test uçuşu gerçekleştirdi. Şimdi uçak ve motor üreticileri aynı görevi tekrarlamaya çalışıyor.

Hidrojen-elektrikten farklı

Hidrojen içten yanmalı motor, hidrojen yakıt hücresinden farklıdır. Yakıt hücreleri hidrojenden elektrik üretiyor ve daha sonra bu elektriği tıpkı elektrikli araçlarda olduğu gibi bir elektrik motorunda kullanıyor. Bu arada, içten yanmalı sistemde hidrojen, benzin veya jet yakıtıyla aynı şekilde kullanılır. İtki üretmek için bir gaz türbini motorunda sıvı veya gaz halindeki hidrojen yakılır.

Yanma, yakıt ve hava karışımından enerjinin açığa çıktığı kimyasal bir süreçtir. Hidrojenin savunucuları, geniş yanıcılık aralığının ve yüksek kendiliğinden tutuşma sıcaklığının onu özellikle yanmaya uygun hale getirdiğini söylüyor. Birincisi, daha düşük bir sıcaklıkta kullanılabileceği ve daha az kirletici madde oluşturabileceği anlamına gelirken, ikincisi daha az enerji kaybı anlamına gelir.

CFM, A380 test ortamına hidrojen motoru tedarik edecek
Geçtiğimiz yıl Airbus, GE ile Safran Aircraft Engines'in 50/50 ortak şirketi olan CFM International ile anlaşma imzaladığını duyurmuştu. İki ortak, içten yanmalı bir A380 kullanan bir hidrojen tanıtım programı üzerinde işbirliği yapacak. CFM, GE Passport turbofanın yakıcısını, yakıt sistemini ve kontrol sistemini hidrojenle çalışacak şekilde değiştirecek.

Test motoru gövdenin arkasına monte edilecek, böylece emisyonlar ve kuyruk izleri gibi faktörlere ilişkin okumalar, normal jet yakıtıyla çalışan uçağa güç veren diğer motorların müdahalesi olmadan ölçülebilecek.

Program, Airbus'ın 2035 yılına kadar sıfır emisyonlu bir uçağı pazara sunma görevine hazırlık olarak yürütülüyor. CFM Başkanı ve CEO'su Gaël Méheust, ortaklığı duyuran bir açıklamada şunları söyledi:

“Hidrojenin yanma kapasitesi, CFM RISE Programının bir parçası olarak geliştirdiğimiz ve olgunlaştırdığımız temel teknolojilerden biridir. CFM'nin, ana şirketlerimizin ve Airbus'un kolektif yeteneklerini ve deneyimlerini bir araya getirdiğimizde, hidrojen tahrik sistemini başarılı bir şekilde sergilemek için gerçekten rüya gibi bir ekibe sahibiz."

Kaynak: SimpleFlying