未来,氢动力飞机将在世界各地飞行。为了实现这一目标,工程师们必须开发出为它们提供动力的喷气发动机。瑞士苏黎世联邦理工学院(ETH)的研究团队正在开展实验,为制造强大而耐用的发动机奠定了必要的基础。
欧洲正在为以可持续生产的氢气为动力的气候中性飞行做准备。去年,欧盟启动了一个项目,支持工业界和大学开发氢动力中程飞机。此外,喷气发动机还必须适应氢气这种新型燃料。今天的发动机是为煤油而优化的。
研究人员解释称,氢的燃烧速度比煤油快得多,因此火焰更致密,因此在设计氢发动机时必须加以考虑。该研究团队的实验为这一观点提供了重要的基础。他们刚刚在《燃烧与火焰》(Combustion and Flame)杂志上发表了研究结果。
另外一个问题是振动,工程师们试图将其最小化。当工程师们开发今天的煤油发动机时,他们必须控制这些振动。他们通过优化火焰的形状以及燃烧室的几何形状和声学效果来实现这一目标。然而,燃料的类型对声音和火焰之间的相互作用有很大的影响。这意味着工程师和研究人员现在必须确保它们不会出现在新的氢发动机中。
在他们的实验中,研究人员使用了一个喷射喷嘴,然后模拟了喷嘴集合的声学行为,因为它将被安排在未来的氢发动机中。这项研究将帮助航空航天公司的工程师优化喷射喷嘴,并为高性能氢发动机铺平道路。几年后,这种发动机应该可以在地面上进行初步测试,未来,这种发动机有望推动第一架氢燃料飞机。