隨著航空業對降低碳綠色標準的高度關注,勞斯萊斯期待著未來可持續航空燃料變得更加普及,并宣布去將在本周開始探索在其引擎上使用100%的可持續航空燃料。
這家發動機制造商將在英國德比測試工廠的一個臺架上對其發動機進行地面測試,測試使用的是由加州世界能源公司生產、SkyNRG交付的環保發動機。
該項目旨在確定該公司目前的發動機設計如何以環保航空燃料為媒介運行,以及未來的改進方式。據該公司產品開發和技術總監西蒙·伯爾稱,勞斯萊斯將于明年在其德國總部將其Pearl系列發動機引入到100% 環保發動機燃料測試計劃中,該發動機為灣流G700和龐巴迪全球5500和6500的飛行測試提供動力。“我只是想說,我不太擔心環保燃料和引擎的可操作性,我不認為這些是主要的考慮事情,主要是燃油系統密封問題。”
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目前,要想替代標準A系列發動機并滿足ASTM D7566的要求,環保燃料必須混合以確保芳香族化合物的適當數量,而這通常是純環保燃料所缺乏的。
伯爾解釋說:“這些燃料芳香族含量低,這將帶來積極的影響,因為你可能會得到更少的顆粒物排放。”“缺點是,在密封系統中,某些類型的密封,特別是硝化甘油,它們會在航空燃料中膨脹。問題是,如果你把航空燃料換成芳香族含量低的SAF,密封就會收縮,結果就會發生泄漏。”
伯爾指出,在該公司的現代發動機中,丁腈密封已經被氟碳和氟硅等合成材料所取代,這些材料不受芳香族含量的影響。他說:“我有信心,我們正在測試的燃料在我們現有的所有引擎上都能很好地工作。”他還說,他預計很快就會看到Gulfstream這樣的飛機制造商宣布使用100% SAF進行試飛。
“但環保燃料的使用覆蓋范圍必須全面,可以覆蓋幾十年前的發動機,如果我們想讓30年前制造的引擎100%運行環保燃料,我們需要什么?”隨著測試計劃的繼續,勞斯萊斯將不斷重新評估市場狀況,以決定是否需要開始對其傳統引擎進行回溯測試。
除了較低的生命周期碳排放,SAF與傳統飛機燃料相比還有其他優勢,包括略高的能量密度和更好的熱穩定性。伯爾說:“A型發動機實際上是一個通用型規格,而且有時燃料的熱穩定性不是很好,所以最終需要為燃料系統涂膠,而且需要更多的維護。”公司在這一領域提供了高達50度的改進,這可能為發動機制造商在發動機結構方面提供新的可能性。
考慮使用未混合的SAF時,需要考慮的不僅是發動機,還有飛機的整個燃料系統。這些系統可能還含有基于氮的密封件,這可能會引起泄漏問題。雖然飛機制造商可能會在他們的新設計中加入一些具體的變化,以適應最終100%適用新型燃料,但在那之前,還會出現其他問題。
“我們敏感的問題是你不想預見的一個情景,我們不希望出現對兩種不同燃料有不同基礎設施的情況。人們擔心柴油車里放錯了燃料,因為在飛行中使用柴油車會帶來各種安全隱患。”伯爾說。“我們的目標便是隨便使用,無需擔心,用戶不用考慮使用什么燃料,使用何種發動機,是否會對發動機造成損壞,因為這些使我們所擔心的問題,在交付市場使用前,會完全解決這些擔憂。”
TREND發動機被選中進行測試,它配備了制造商先進的低排放燃燒系統,這是其超級下一代高旁路比發動機演示程序的一部分,預計比特倫特標準發動機節省25%的燃料。伯爾堅稱測試結果將適用于普通發動機,勞斯萊斯將與他們分享測試結果。“需要明確的是,測試與燃燒系統無關,我們有一個發動機測試車,可以進行非常復雜的排放測量。”
目前可用的環保燃料總量僅相當于全球航空燃料產量的0.1%,但伯爾希望在未來10年將這一水平提高到2%,他承認,即使世界仍在發生根本性的變化,但這些測試對于推進航空業的目標以及羅爾斯?羅伊斯自身的努力都是有長遠意義的。“由于疫情影響,壓縮了每一個預算,”他說。“我們認為它仍然很重要。”