UCF возглавит проект НАСА стоимостью 10 миллионов долларов по разработке реактивных двигателей с нулевым содержанием углерода

UCF разрабатывает новую технологию, которая, как ожидается, сделает двигатели самолетов свободными от вредных выбросов, что может произвести революцию в авиационной отрасли.

UCF собрал команду экспертов и заинтересованных сторон для оценки своих инноваций, которые направлены не только на то, чтобы сделать авиационное топливо экологичным, но и на создание двигателей и топливных систем, которые легко интегрируются в существующую инфраструктуру аэропортов, что позволяет аэропортам и производителям самолетов экономить миллионы долларов на своем внешнем виде. переоборудовать.

«Мы не хотим создавать что-то, что будет слишком громоздким и дорогим в реализации», — говорит ведущий исследователь и профессор инженерного дела UCF Джей Капат. «Если мы хотим, чтобы люди приняли эту «зеленую» технологию, она должна быть масштабируемой. Например, чтобы внедрить водород, мы не можем ожидать, что в каждом аэропорту будут установлены большие криогенные системы с жидким водородом, такие как Космический центр Кеннеди. Это неразумно».

Используя этот практический подход, Капат собрал группу экспертов из UCF, Технологического института Джорджии и Purdue, а также отраслевых экспертов из Boeing, General Electric, ANSYS, Юго-Западного исследовательского института и Авиационного управления Большого Орландо. Команда получила пятилетний грант NASA University Leadership Initiative в размере 10 миллионов долларов, чтобы сдвинуть дело с мертвой точки.

«У нас есть хорошая концепция, — говорит Капат. «И имея наших партнеров в отрасли, мы знаем, что мы точно настроим и будем готовы к переходу на технологии, чтобы мы могли обеспечить более экологичное будущее для наших детей».

Технология

Капат и несколько его коллег из UCF в области инженерии и Флоридского космического института предлагают использовать жидкий аммиак (NH₃) в качестве топлива для самолетов, которое при сгорании будет производить безвредные экологически чистые выбросы, но при этом обеспечивать достаточную мощность, чтобы удерживать самолет в воздухе. На больших высотах аммиак естественно жидкий, что ограничивает необходимость в специальном обращении. Ожидается, что аэропорты и самолеты будут хранить аммиак в топливных баках. Аммиак обычно используется в качестве удобрения и, при смешивании с водой, в некоторых бытовых чистящих средствах.

Аммиак будет носителем водорода, который будет каталитически «расщеплен» с выделением азота и водорода. Водород будет сжигаться в бортовых камерах сгорания (внутри двигателя) для обеспечения энергии. Ожидается, что аэропорты и самолеты будут хранить NH₃ в топливных баках. Избыток NH₃ затем будет использоваться для каталитического восстановления любого NO_Икс остается в выхлопных газах, превращая его в азот и воду.

Когда водород высвобождается, появляется дополнительный бонус, объяснил Капат. Процесс преобразования также обеспечивает охлаждение, которое можно использовать для предотвращения перегрева и сгорания двигателей. Воздействие может заключаться в повышении производительности и эффективности двигателя. Затем тепло выхлопных газов двигателя снова преобразуется в электроэнергию для использования на борту, что снижает энергопотребление основных двигателей.

Команда также разрабатывает новые компоненты для реактивных двигателей, которые будут использоваться вместе с новым топливом. По данным Boeing, команда использует класс 737-8 в качестве базового, поскольку он представляет почти четверть всех коммерческих самолетов.

Команда

«Этот проект был бы невозможен без наших внутренних и внешних партнеров, — говорит Капат.

Разработка катализатора и улучшение известных путей катализа являются ключевыми для усилий UCF и будут проводиться в лаборатории профессора Ричарда Блэра в Космическом институте Флориды. Профессор машиностроения Субит Васу возглавит разработку инструментов, компьютерных моделей и испытания горения в своей лаборатории. Профессор Капат возглавит группу, которая будет заниматься управлением температурным режимом и системной интеграцией в Центре передовых исследований в области турбомашин и энергетики (CATER) UCF, которым он руководит. Координатор химической безопасности и защиты UCF Сандра Хик (Sandra Hick) будет курировать вопросы безопасности и гигиены труда, которые являются ключевыми при любом использовании аммиака и водорода.

Технологический институт Джорджии предоставит свои знания в области авиационного моделирования, а Purdue предоставит некоторые из своих уникальных лабораторий и опыт в области горения и аэродинамики. Boeing предоставляет ноу-хау по интеграции самолетов, а GE — свои знания о реактивных двигателях. Другие отраслевые партнеры консультируют по крупномасштабному моделированию, осуществимости технологии в реальном мире и предлагают путь для перехода к технологии. Обучение студентов и развитие рабочей силы также являются ключевыми аспектами всего проекта. Несколько студентов UCF, работающих под руководством преподавателей в различных лабораториях, примут участие в исследовании.

Связанный