Lietadlá na kvapalný vodík

Vývoj vodíkového pohonného systému pre lietadlá je kľúčovým projektom v rámci programu NASA s názvom Integrated Zero-Emission Aviation.

Nájsť vhodný zdroj energie na pohon lietadiel budúcej generácie nie je jednoduché. Elektromotory by sa síce na pohon lietadiel hodili, no treba doriešiť ich zdroj energie. Jednou z možností by mohol byť vodík. Jeho spaľovaním vzniká takmer čistá vodná para, takže predstavuje ekologicky prijateľné palivo. Problémom je jeho skladovanie na palube lietadla. Nádoby, v ktorých by bol plynný vodík uskladnený pod vysokým tlakom, sú totiž z bezpečnostného hľadiska neprijateľné. Vodík by sa mal prečerpávať do špeciálnych nádob s mimoriadnou tepelnou izoláciou, čo by zvýšilo možnosť bezpečného skladovania na palube lietadla.

Na uchovávanie plynov s nízkym bodom varu v kvapalnom stave slúžia tzv. Dewarove nádoby, ktoré vyvinul škótsky chemik James Dewar v roku 1892 pre potreby laboratórnej praxe. Dewarova nádoba je sklená alebo kovová nádoba s dvojitými stenami, ktoré od seba oddeľuje vá­kuum. Podľa potreby sa plní skvapalneným plynom, a to najmä dusíkom, kyslíkom, vodíkom či héliom. V kvapalnom stave sú spomenuté plyny kryokvapalinami.

Pohon budúcnosti?

Krok dopredu spravil nedávno tím vedcov amerického spoločného vedeckovýskumného a výučbového centra FAMU-FSU College of Engineering. Navrhol inovatívny systém, ktorý umožňuje, aby sa vodík využíval nielen ako zdroj čistého paliva, ale aj ako integrované chladiace médium pre kritické systémy elektricky poháňaného lietadla, v ktorom palivo tvorí vodík uchovávaný v Dewarových nádobách pri teplote –253 °C.

Výskumný tím po skúšaní stanovil efektívnu konfiguráciu vodíkového cyklu. Pokiaľ ide o hmotnostnú efektívnosť, tím pomocou iteračnej metódy došiel záveru, že optimálna je konfigurácia, pri ktorej až 62 % celkovej hmotnosti zariadenia tvorí palivo. Inžinieri sa zaoberali aj simuláciami zabezpečenia dodávky pri núdzových situáciách a vzlete lietadla – systém dokázal dodať až 0,25 kg vodíka za sekundu. Výskumný tím okrem toho skonštruoval systém bez čerpadla, ktorý využíva tlak v zásobníku na reguláciu prietoku vodíkového paliva.

Autor textu: RADOMÍR MLÝNEK