Британская промышленная инжиниринговая компания Rolls-Royce разработала новые топливные форсунки и другие компоненты, которые могут успешно сжигать водород в соответствии со спецификациями, необходимыми для взлета самолета. Объектом испытаний стала камера сгорания турбовентиляторного двигателя Pearl 700, установленного на Gulfstream. Этот двигатель приводится в движение самолетами Gulfstream G700, стандартные модели которых способны развивать тягу более 18 000 фунтов.
Компания Rolls-Royce провела испытание на сжигание водорода в горелке двигателя Pearl 700 в Германии, и компания сообщила, что испытание прошло очень успешно, поскольку горелка работала, а выбросы, образующиеся в результате испытания, соответствовали ожидаемым.
Как и ракетные двигатели, двигатели самолетов имеют различную тягу и профили полета. Мощность двигателей обычно максимальна во время взлета, поскольку они должны генерировать достаточную мощность, чтобы обеспечить достаточный поток воздуха под крыльями самолета для обеспечения полета. После взлета тяга двигателя корректируется в зависимости от расхода топлива и скорости самолета. Затем, при приземлении, двигатели снова активируются, чтобы поддерживать правильную скорость снижения, удерживая самолет на линии взлетно-посадочной полосы и давая пилоту достаточную свободу действий, чтобы обеспечить маневр в случае необходимости.
Естественно, это означает, что внутренние компоненты двигателя подвергаются значительным нагрузкам во время взлета и посадки. Одним из таких компонентов является камера сгорания, сердце авиационного двигателя, создающее тягу в тысячи фунтов. Как следует из названия, топливо самолета сгорает в камере сгорания, а вырабатываемая энергия отвечает за приведение в движение турбины двигателя, обеспечивая достаточный поток воздуха для поддержания тяги и подъемной силы.
Ключевым компонентом горелки является сопло. Сопло, также встречающееся в ракетных двигателях, отвечает за подачу топлива в камеру сгорания и должно быть спроектировано так, чтобы выдерживать экстремальные силы внутри камеры сгорания. Поэтому форсунка спроектирована с учетом топлива, питающего двигатель. Для испытаний на водороде компания Rolls-Royce разработала новые форсунки специально для водорода.
Водород является одним из самых сложных в переработке видов топлива, как обнаружило НАСА во время полета «Артемиды-1» в начале этого года. Однако сжигание водорода не приводит к выбросу парниковых газов в атмосферу, а топливо также обеспечивает двигателям большее преимущество в мощности. По данным компании Rolls-Royce, поскольку водород горит при более высокой температуре, чем керосин, современные форсунки для водородного топлива, использованные для испытаний, должны выдерживать более высокие температуры горения, чем керосиновые форсунки. Они также могут контролировать пламя внутри горелки, смешивая водород с воздухом, тем самым контролируя процесс горения первого.
Водородное сопло также было испытано в Университете Лафборо в Великобритании и Немецком аэрокосмическом центре в Кельне перед испытаниями под полным давлением, имитирующими условия взлета. Последние испытания также были проведены в аэрокосмическом центре, и компания Rolls-Royce заявила, что они позволили собрать данные о воспламеняемости водорода и его пригодности для полетов на реактивных самолетах.