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Un avión con motor de hidrógeno es un avión que utiliza el hidrógeno como fuente de energía. El hidrógeno puede quemarse en una especie de motor a reacción, o de otro tipo de motor de combustión interna, o puede ser utilizada para alimentar una pila de combustible para generar electricidad para hacer funcionar una hélice.

A diferencia de las aeronaves normales, que utilizan las alas para el almacenamiento de combustible, aviones de hidrógeno se diseñan generalmente con el combustible de hidrógeno líquido realizado en el interior del fuselaje, con el fin de minimizar el área superficial y reducir la evaporación.

Según investigaciones realizadas en la Universidad Estatal de Pennsylvania en 2006, los aviones grandes de hidrógeno comercial podría ser construido en 2020, pero "probablemente no entrará en servicio hasta cerca de 2040."

Proyecto de investigación de la Unión Europea en colaboración con Airbus y otras 34 empresas asociadas dobladas Cryoplane evaluó la viabilidad técnica, la seguridad, la compatibilidad medioambiental y la viabilidad económica del uso de hidrógeno líquido como combustible de aviación. Esto se concluyó en 2002.

Propiedades de hidrógeno

Siendo una alternativa a combustible tradicional, el hidrógeno tiene una mayor densidad de energía por unidad de masa, pero una menor densidad de energía por unidad de volumen, y que contiene el hidrógeno a alta presión requeriría un recipiente pesado. En aviones pesados contenedores no son una opción, y por lo tanto a menudo se utilizan tanques regulares de fibra de carbono, que sólo puede sostener una presión de aproximadamente 350 bar. Esto es significativamente menor en comparación con los depósitos de hidrógeno de acero que pueden sostener entre 500 y 700 bar. Esta limitación reduce la cantidad de energía que se puede gastar en la propulsión a la mitad. Alternativamente, al igual que con algunos cohetes, se podría emplear hidrógeno líquido criogénico.

Si el hidrógeno se disponía de la cantidad de fuentes de energía renovables, su uso en los aviones se producen menos gases de efecto invernadero que los aviones actuales. Actualmente, sin embargo, muy poco hidrógeno se produce a partir de energías renovables, y hay varios obstáculos serios para el uso de hidrógeno en aviones y otros vehículos. Debido a la forma en que se produce, y los relativamente ineficiencias de su producción dada la tecnología actual, el hidrógeno es un combustible mucho más caro que los combustibles fósiles.

El hidrógeno líquido es uno de los mejores refrigerantes utilizados en ingeniería, y se ha propuesto el uso de esta propiedad para la refrigeración del aire de admisión para los aviones de muy alta velocidad, o incluso para la refrigeración de la propia piel del vehículo en particular para los aviones de propulsión scramjet.

Propiedades de las aeronaves de hidrógeno

El hidrógeno líquido tiene cerca de cuatro veces el volumen de la misma cantidad de energía del queroseno base jet-fuel. Además, su naturaleza altamente volátil se opone a almacenar el combustible en las alas, como con aviones de transporte convencional. Por lo tanto, diseños de aeronaves de hidrógeno más líquidos almacenar el combustible en el fuselaje, que conduce a una longitud de fuselaje más grande y el diámetro de un avión alimentado queroseno convencional. Esto reduce el rendimiento debido a la zona humedecida adicional del fuselaje. El tamaño del fuselaje más grande causa más piel arrastrar fricción y resistencia de onda. Por otro lado, el hidrógeno es alrededor de un tercio del peso de queroseno jet-combustible para la misma cantidad de energía. Esto significa que para el mismo rango y el rendimiento, la aeronave de hidrógeno tendría alrededor de un tercio del peso de combustible. Para un avión tipo Boeing 747-400, esto reduce el Despegue Peso bruto de 800.000 libras a aproximadamente £ 600 000 Por lo tanto, el rendimiento de un avión de hidrógeno como combustible es un trade-off de la zona húmeda más grande y menor peso de combustible. Esta compensación depende esencialmente del tamaño de la aeronave.

Prototipos

El fabricante ruso Tupolev construido una versión con motor de hidrógeno prototipo del avión de pasajeros Tu-154, llamado el Tu-155, que realizó su primer vuelo en 1989. Esta fue la primera aeronave experimental en el mundo de funcionamiento con hidrógeno líquido.

Boeing Research y Technology Europa hicieron un avión civil de una de 2 plazas Diamond Aircraft Industries DA20 motor planeador que se ejecuta en una pila de combustible ". Lange Aviation GmbH también hizo un avión con motor de hidrógeno con el Antares DLR-H2 avión. Estos aviones son, por supuesto, configurado de tal manera que la salida de corriente de baja energía de propulsión por hidrógeno no presenta ningún problema. Por ejemplo, el Theator avión Boeing sólo requiere 45 kW a despegar, y 20 kW para permanecer en el aire. En julio de 2010 Boeing también dio a conocer su hidrógeno alimentado Phantom Ojo UAV, que utiliza dos Motor Company motores de combustión interna Ford convertidos para funcionar con hidrógeno.

ENFICA-FC demostró su rápida aviones 200-FC en 2010.

En 2011, el Observador Global AeroVironment, que fue equipado con un sistema de propulsión de hidrógeno como combustible.

Aviones de hidrógeno propuesta

Histórico

  • Concepto de aviones de hidrógeno Lockheed CL-400 del bronceado de 1950 líquido que se abandonó en favor de la SR-71
  • Se propuso hidrógeno líquido para su uso en el avión scramjet base Aeroespacial Nacional.

Corriente

  • Reaction Engines Skylon orbital jet combustible de hidrógeno
  • Reaction Engines A2 antipodal avión jet supersónico
  • DLR Smartfish
  • Boeing planea construir un avión con motor de hidrógeno