Jak jsme slibovali v minulém díle tohoto seriálu, nekončíme, ani když jsme Vás seznámili se všemi 17 projekty, které byly agenturou NASA v rámci programu NIAC podpořeny k realizaci v minulém roce. I pro rok 2025 totiž NASA vypsala výzvu pro nápady, které v sobě ukrývají značný potenciál, ale vzhledem k technologické náročnosti se nedá očekávat jejich praktické uplatnění v krátkém, ani střednědobém horizontu. Dnes si proto posvítíme na projekt, který by mohl najít uplatnění u letadel. Můžeme to brát i jako připomínku, že ačkoliv na našem webu řešíme primárně kosmonautiku, do tematického ranku agentury NASA patří i letectví.
Projekt Hydrogen Hybrid Power for Aviation Sustainable Systems (Hy2PASS) chce prokázat výhody hybridních systémů pohonu vodíkových palivových článků/plynových turbín pro udržitelnou konstrukci dopravních letadel a optimalizovaný výkon. Inovativní povaha navrhované studie nespočívá v širokém pojetí hybridizace, ale spíše v její specifické architektuře a v tom, jak mění základní prvky integrace letadla, jak lze tyto holistické konstrukční změny využít k tomu, aby současně vedly k výraznému snížení energetické náročnosti mise a zároveň prakticky zavedly řešení s nulovými emisemi. Spíše než kombinace elektrické energie mezi zásobníkem palivových článků a vodíkovým turbogenerátorem nebo kombinace mechanické energie mezi motorem poháněným palivovými články spojeným s cívkou turbíny bude tato architektura obsahovat hybridizaci prostřednictvím manipulace se vzduchem. Palivový článek se používá k napájení elektricky poháněného kompresoru, který dodává kyslík katodě palivového článku a také hořáku plynové turbíny, čímž se odstraní potřeba hlavních kompresorových stupňů v tepelném motoru.
Mechanické oddělení kompresoru od turbíny umožňuje provozovat kompresor zcela nezávisle na stupních turbíny, což zase umožňuje provozovat kompresor s proměnlivým celkovým tlakovým poměrem. Tento systém Hy2PASS umožňuje nové výkonové možnosti letadel, které lze využít pro radikálně nové architektury letadel optimalizované pro plnění úkolů. Prostřednictvím tohoto programu bude demonstrována proveditelnost systému Hy2PASS spolu s metodami optimalizace systému letadla a trajektorie mise s cílem snížit celkové energetické požadavky a eliminovat přímé emisní dopady na klima na zanedbatelnou úroveň. Tento program přímo souvisí se strategickým cílem 3.2 NASA, který usiluje o efektivní a udržitelné letectví prostřednictvím revolučního pokroku v oblasti letadel a efektivního letového provozu. Konkrétněji, v rámci tohoto strategického cíle NASA architektura Hy2PASS splňuje strategický cíl 3 ARMD směřující k ultraúčinné podzvukové dopravě.
Přeloženo z:
Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2025/01/niac-2025ph1-ansell.png
Já sám za sebe můžu říct, že nevím, jestli chci sedět v letadle plném kapalného vodíku… On má přeci jen poněkud divokou reakci s kyslíkem. Navíc tekutý vodík není snadné udržet tekutý, nádrže na něj jsou těžké (což je u letadla celkem problém), má tendence pronikat materiálem nádrže a tento materiál vlivem vodíku i vlivem chladu křehne (což je u letadla také problém). A to vůbec nemluvím o tom, že vodík neumíme dostatečně účinně ani vyrobit. Samozřejmě mít vymyšlený motor pro případ, že se podaří vyřešit výše zmíněné neduhy, je určitě užitečné, ale možná by stálo za to jít pěkně popořádku.
..ako, ak sa jedna o futuristicke koncepty, NASA by mohla zacat rozpracovavat, aspon teoreticky, pohony ktore nie su zalozene na 3tom Newtonovom zakone.. lebo ci uz je raketovy motor pohanay stlacenym dusikom z flase, spalovanim vodika, alebo fuznym reaktorom.. stale to bude nieco pre prakticke pouzitie (rozumne casy a hmotnosti) mozno po pas asteroidov a spat.. napr. ako je uvedene v inom clanku, ze na prieskum polarnych oblasti Slnka sa musime trepat az k Jupiteru… to je proste na zlost.. tu sa bude musiet pockat na revolucny objav\vynalez na urovni kolesa, pusneho prachu, elektriny alebo tranzistora.. prieskum polarnych oblasti Slnka moze kludne pockat, radsej by mali zacat liat miliardy do pohonov..
Když pominu všechny technické složitosti a bezpečnostní rizika, tak se zeptám. Jaký má smysl produkce vodní páry, která je nejhorším skleníkovým plynem a ještě takto vysoko a složitě? Opravdu jsou zelení zastánci planety, anebo ve skutečnosti dělají všechno možné, aby ji co nejdříve zničili? Viz třeba blokování jaderných elektráren nebo zákonná podpora prodejů SUV atd.
Jaký to má smysl vlastně?
Vodíkový motor je zbytečně složitý a používá palivo, které se obtížně vyrábí, skladuje a přepravuje. S tím naprosto souhlasím.
Nicméně vypouštění vodní páry nemá až tak velký efekt, protože při větší koncentraci kondenzuje do mraků (což planetu ochlazuje) a nakonec relativně brzy spadne v kapalné formě na povrch. Jaderné a uhelné elektrárny s chladícími věžemi také produkují ohromné množství vodní páry a velká část energie během spalování uhlovodíků jde právě z reakce vodíku s kyslíkem na vodní páru. Proto má metan vyšší výhřevnost než těžší uhlovodíky. Oproti přirozenému odparu z moří i pevniny je to ale opravdu jen malý zlomek.
To sice ano, ale pokud to budete realizovat přes vodík, tak vypustíte několikanásobek CO2 oproti pohonu na kerosin.
To záleží, jak se vyrobí. Pokud bude nevyužitá kapacita elektráren, které musí stejně běžet jako záloha, když není dost akumulačních kapacit (to bylo vždycky, i když dnes se to děje ve větší míře), tak se místo natápění uhelného nebo jaderného kotle naprázdno dá elektrolyticky vyrábět vodík. Ale pro skladování, přepravu a použití je mnohem lepší z něj udělat syntetický metan nebo něco podobného. Třeba s využitím CO2, z těch uhelných elektráren.
A co píšu jiného? Píšu, že je lepší z toho rovnu udělat kerosin a je vyřešeno.
Ještě podotknu, že jde o pohon pro letadla, tj. bavíme se tu o letových hladinách +- na úrovni dnešních letadel. A mraky se v těchto výškách vyskytují poměrně běžně, byť většina oblačnosti se nachází pod letovými hladinami dopravních letadel. A hledat smysl v jednání různých aktérů u různých činnosti v dnešním světě je často velmi ošemetné – logický smysl to často nemá nebo je to tak dokonale zamaskované, že se to vnějšímu pozorovateli nemusí podařit odkrýt. Může za tím být neznalost, manipulace (např. Rakušané a jejich „vztah“ k jádru), ale může jít i o čistě ekonomický projekt (např. Děti země). Je lepší se tím nezabývat pro zachování duševního zdraví :-).
Ano, ekonomicky to smysl dává, nabrat co nejvíce peněz z různých typů penězovodů.
Tak tohle je jen koncept. Vodíkové hospodářství nemá v příštích 20 letech ekonomický smysl, možná tak čpavek. No a pak se uvidí.
Ale proč tak složitě, když už bude vodík, tak si z něj udělám syntetický kerosin a mám klid.
Dešifrovat zamýšlené technické řešení je celkem fuška. Palivové články pohání elmotorem vysokotlaký kompresor, zatímco turbína výhradně první stupeň kompresoru, tzv. fan.