در مواجهه با افزایش بحران آب و هوایی و نیاز به کاهش تأثیرات زیست محیطی صنعت حمل و نقل هوایی ، مهندسان آمریکایی به طور قابل توجهی نوآوری شده اند. آنها موفق به طراحی اولین سیستم سوخت گیری سوخت گیری و هیدروژن مبتنی بر هیدروژن برای هواپیما شده اند. این فناوری پیشگام نه تنها با افزایش بهره وری سوخت ، راه را برای پروازهای تمیز تر هم هموار می کند ، بلکه با هوشمندانه چالش خنک کننده اجزای حساس را با استفاده از خود هیدروژن مایع از بین می برد و گامی طولانی به سمت آینده ای پایدار است.
به گزارش Business News ، با تشدید بحران آب و هوا ، صنعت حمل و نقل هوایی نیز تحت ذره بین شیشه ای قرار دارد. اگرچه سهم این صنعت از انتشار گازهای گلخانه ای گلخانه ای جهانی تنها 5 ٪ است ، با گسترش سفر هوایی و نیاز به پروازهای طولانی مدت ، تأثیرات زیست محیطی آن روز تا روز مهمتر است. اکنون ، مهندسان ایالات متحده با طراحی اولین سیستم سوخت گیری و خنک کننده مایع ، قدم طولانی به سمت آینده تمیز در حمل و نقل هوایی برداشته اند. این فناوری نه تنها بهره وری سوخت را تقویت می کند ، بلکه همزمان مشکل خنک کننده اجزای حساس هواپیما را نیز از بین می برد.
نوآوری در قلب سیستم های پرواز آینده
در یک مطالعه پیشرفته توسط تیمی از دانشکده مهندسی FAMU-FSU ، یک سیستم جدید و یکپارچه برای ذخیره سازی ، تحویل سوخت و سرمایش طراحی شده است. این سیستم برای یک هواپیمای ترکیبی مفهومی 4 نفره ساخته شده است که انرژی خود را از ترکیبی از سلولهای سوخت هیدروژن و ابررساناهای توربین دریافت می کند.
بر خلاف طرح های سنتی که برای هر کار یک سیستم جداگانه دارند ، یک سیستم ترکیبی ساخته شده است که همزمان سه کار اصلی را انجام می دهد. پروفسور وی گوا گفت: “ما سیستمی را طراحی کرده ایم که سه عملکرد حیاتی را در یک سیستم واحد ترکیب می کند: ذخیره هیدروژن ، اجزای بحرانی و تحویل سوخت به موتورها.”
مشخصات و دستاوردهای فنی قابل توجه
هیدروژن مایع باید در دمای بسیار پایین 2 درجه سانتیگراد ذخیره شود که این یک چالش جدی در طراحی سیستم های سوخت گیری است. در این پروژه ، تیم تحقیقاتی نه تنها یک مخزن را طراحی کرده است ، بلکه کل سیستم را نیز بهینه کرده است تا بیشترین استفاده را از آن کند.
یکی از نوآوری های جالب در این پروژه معرفی شاخص گرانشی جدید است: این شاخص نسبت هیدروژن سیستم قابل استفاده را وزن می کند. نتیجه؟
2 ٪ از وزن سیستم هیدروژن قابل مصرف است. تعدادی که در مقایسه با فن آوری های موجود پیشرفت قابل توجهی دارد.
خنک کننده هوشمند بدون نیاز به تجهیزات اضافی
سیستم های ابررسانا در هواپیماهای برقی برای عملکرد مناسب باید در دماهای پایین نگهداری شوند. معمولاً این امر به نصب سیستم های خنک کننده جداگانه و سنگین نیاز دارد. اما در این طرح مدرن ، خود هیدروژن مایع به عنوان ماده خنک کننده استفاده می شود. هیدروژن گرمای اجزای حیاتی مانند ژنراتورها ، کابل ها و موتورهای الکتریکی را جذب می کند و در همان زمان به دمای مطلوب برای احتراق می رسد.
گوو گفت: “در این پروژه ، ما نشان دادیم که برای دستیابی به کارایی بالا ، لازم است کل سیستم ، نه فقط اجزای لازم را بهینه کنیم.”
پمپ ها را برداشته و خطر را کاهش دهید
یکی از اصلی ترین مشکلات انتقال سوخت هیدروژن مایع ، نیاز به پمپ های مکانیکی است که وزن سیستم را افزایش داده و گرما تولید می کند. تیم تحقیقاتی با یک سیستم بدون پمپ که فقط با فشار داخلی مخزن کار می کند ، این مشکل را برطرف کرده است.
در این سیستم ، سنسورها لحظه ای به تقاضای انرژی پاسخ می دهند و با تنظیم فشار ، جریان سوخت را هدایت می کنند. شبیه سازی ها نشان داده اند که این سیستم می تواند حداکثر 1.5 کیلوگرم هیدروژن در ثانیه را تأمین کند. مقدار کافی برای تولید 1.2 مگاوات انرژی در شرایط پرواز یا اضطراری.
مرحله بعدی: نمونه اولیه و آزمایش میدانی
به گزارش یعنی ، مرحله بعدی این پروژه ساخت نمونه اولیه در مرکز سیستم های قدرت دانشگاه ایالتی فلوریدا است. این پروژه بخشی از برنامه “هوانوردی یکپارچه بدون آلودگی” ناسا است و با همکاری دانشگاه هایی مانند جورجیا تکنیک ، دانشگاه بوفالو ، تنسی و انستیتوی ایلینویز توسعه می یابد.
توسعه این سیستم جدید نقطه عطفی در آینده هواپیمایی Green است. محققان با حل همزمان چالش های ذخیره سازی ، تحویل و خنک کننده هیدروژن مایع ، گامی مهم در جهت تحقق پروازهای گودبرداری رایگان برداشته اند. اگرچه این فناوری هنوز در مرحله آزمایشی است ، اما نوید تحولات عظیمی در هواپیمایی جهانی خواهد داشت.
در زمانی که زمین به نوآوری های پایدارتر از گذشته احتیاج دارد ، چنین دستاوردهایی می تواند آینده حمل و نقل هوایی را دگرگون کند. آینده ای که پرواز بدون به خطر انداختن سیاره ما امکان پذیر خواهد بود.
