人类用液氢来驱动喷气发动机的历

航空知识王亚男 2023-02-01 10:42:07

人类用液氢来驱动喷气发动机的历史,可以追溯到上世纪40年代,而且步子迈的还挺大。20世纪40年代中期,美国刘易斯研究中心开始研究高能推进剂。到50年代初,关注重点集中到液氢上。液氢的低温和高燃烧速率特性造成了不少技术问题,但是液氢也有无与伦比的重量轻和能量高等优点。1955年,美国军方要求刘易斯中心验证利用液氢推进飞机的可行性问题,并为研究中心提供了一架B-57“堪培拉”轰炸机作为平台。工程师们于是动手,把飞机两台J65喷气发动机的一台加以改造,使它既能使用传统燃油,也能使用液氢燃料。

1955年,刘易斯研究中心对液氢燃料版J65-B-3发动机进行了测试,这种改进型发动机既可以使用常规航空煤油,也可以使用氢燃料,飞行员可以在两种燃料间切换。测试中技术团队发现航空煤油作为动力时,发动机性能在60000英尺以上高度会出现显著下降,而氢燃料具有更高的比热值,能让喷气发动机产生更大的推力。

发动机地面测试完成后,刘易斯中心很快开展飞行测试,改装了氢燃料的B-57B试验机翼尖部位安装了两个近7米长的燃料箱,其中一个装的是液氢,另一个储存的是高压氦气,氦气的作用是将液氢泵到发动机里。试验机利用航空煤油完成起飞,到达伊利湖上空时切换到液氢燃料。待到液氢燃料消耗殆尽时,飞行员再切换回航空煤油并开始着陆。1956年12月,氢燃料飞机进行了两次试飞,但是试飞中飞行员在切换燃料时遭遇故障,试验失败。1957年2月的第三次试飞取得了成功,此后数月又进行了多次试飞。至此氢燃料驱动喷气发动机在实践上证明了可行性,但是这种可行性并没有加上航空器全寿命周期的时间限制和后勤保障维护条件的限制,氢燃料可能造成发动机金属部件的过早老化,氢燃料的存储和加注也都不是容易的事儿,但是无论如何,液氢作为燃料驱动航空涡轮发动机,产生足够驱动大型飞机的推力,确实是有前景的,如果限制问题被逐步攻克,那么这种前景就会越来越美好。

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《航空知识》主编 中国科协首席科学传播专家