摘要:减少航空排放很重要,因为它们有助于空气污染和气候变化。已经提出了几种可能减少生命周期排放的替代航空燃料。燃料的比较生命周期评估(LCA)对于检查单个燃料很有用,但是系统范围的分析仍然很困难。因此,诸如车队组成,性能或排放等系统特性以及在替代燃料下对它们的变化只能在LCA中部分解决。通过将地理空间燃料和排放模型(Aviteam和LCA)整合在一起,我们可以评估在210 000个较短的拖拉飞行中,在范围内使用替代航空燃料的缓解潜力。在乐观的情况下,液体氢(LH2)和电力燃料燃料在用可再生电力产生时,使用GWP100公吨进行评估时,可能会将排放量减少约950 GGCO 2 EQ,并在所有飞行中包括非CO 2的影响。缓解电势从较短的航班的44%到较长航班的56%。替代航空燃料的缓解潜力受到短暂的气候强迫和额外的燃料需求以适应LH2燃料的限制。我们的结果强调了将系统模型整合到LCA中的重要性,并对从事航空和运输部门进行气候变化的研究人员和决策者具有价值。关键字:ADS-B,航空排放,生命周期评估,LCA,替代航空燃料,SAF,飞行燃料消耗模型
摘要。氢驱动的高超音速飞机的设计旨在以大约30-40 km的速度在中间平流层中行驶。这些飞机可能会对与气候相关的物种(如平流层水蒸气,臭氧和甲烷)产生相当大的影响,从而有助于气候变暖。高超音速空调对大气成分的影响,反过来,对辐射频道的影响取决于巡航高度。然而,与发射高度的变化相反,目前尚不清楚发射纬度变化的差异。使用大气化学通用循环模型,我们表明,发射纬度的变化对扰动和平流层调整后的辐射强迫的影响要大于发射高度的变化。我们的结果包括水蒸气和氮排放的个体影响,以及未燃烧的氢,对中大气中的水蒸气,臭氧和甲烷以及所得的辐射强迫。水蒸气的寿命延续了已知的trop骨增长,并且在平流层中部近6年。我们的结果表明,由高超音速飞机排放引起的大气组成变化如何受到酿酒师-Dobson循环等大规模过程的控制,并且取决于发射的纬度,局部现象(如极地平流层云)。分析包括对臭氧和水蒸气的模型评估,并具有卫星数据的数据,并采用了一种新的方法,将模拟年减少三分之一。未来的超声研究的前景是对季节性敏感性和模拟的分析,并从燃烧液化的天然气而不是液体氢中排放出来。
绿色氨就是这样的化学衍生物;它的液体能量密度为3.5 kW H L 1。7氨仅需要水,空气和动力才能生产,并且不释放燃烧时的碳排放。示意图,证明了绿色氨的产生1。它可以在相对温和的条件下存储(大气压下为33 C,也可以在10 bar处室温(参考5))与液体氢(253 C(参考7))。全球氨运输系统的建立良好和理解。目前氨主要用作肥料;但是,如果被用作能量载体,则可以直接使用,也可以将其裂成氢。尽管具有这些有希望的特性,但在大多数情况下,由绿色氨产生的能量超过了液体化石燃料的成本。这种高成本是广泛采用氨作为能量载体的最大障碍。10虽然通过可再生能源产生和电解器细胞的技术改进预期成本降低,但需要严格的全系统优化,以确保可靠和可靠的可再生能源的可用性。最近发表了许多评论,投资了绿色氨在可再生能源经济中的作用。yapicioglu等。12研究了一系列氨的生产和消费技术。Rouwenhorst等。13专注于1至10 MW之间的植物,审查了各种最新技术进步,并设计了光学生产设施。Valera-Medina等。Valera-Medina等。10特定研究的氨研究到电力途径,并解释了使用氨的许多技术考虑因素作为工程科学系,牛津大学,牛津大学,公园路,牛津,牛津,牛津,Ox1 3pj,英国。电子邮件:rene.banares@eng.ox.ac.uk电子邮件:rene.banares@eng.ox.ac.uk
目的 - 该项目评估了使用液体氢(LH2)和燃料电池为空中客车A320的高级飞机要求(TLAR)设计的客机的可行性,以实现“零排放”。方法论 - 对喷气机和螺旋桨飞机的现有初步尺寸工具(CS-25)进行了修改,包括所有用于LH2存储和燃料电池整合的元素,包括电动机和热交换器。当前和可能的未来技术参数是根据文献综述确定的。发现 - 第一个参考飞机是A320的重新设计。第二个参考飞行器是A320的涡轮螺旋桨飞机,其巡航手算仅为0.65。涡轮螺旋桨发行的燃油质量和直接运营成本(DOC)分别仅为66.1%和86.5%。与A320重新设计有关,燃料电池飞机具有燃料能量,并且根据当前技术参数,燃料电池能量较高140%和221%。如果考虑合理的未来技术参数,相同的值为74%和146%。这些结果表明,燃料电池乘客飞机对当前技术是不可行的,并且对未来的技术仍然不可能。水排放既不能通过飞行中的储水,也不能通过以冰块形式的飞行中丢弃水。研究局限性 - 需要进一步研究进入大气的液态水排放的影响,但根据最近的出版物,似乎并没有产生重大影响。独创性 - 看来,到目前为止,没有公开可用的氢气飞机的初步飞机尺寸工具。实用含义 - 燃料电池客机的新初步尺寸工具可提供,可用于进一步研究。社会影响 - 到目前为止,大型燃料电池客机被视为解决航空环境问题的可能解决方案。现在可以由公众讨论氢 - 电飞机的一般可行性,能源需求,环境和经济影响。
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本报告是DLR设计挑战2024的一部分创建的,并展示了EcoAir,这是一架针对76名乘客的区域飞机,计划于2050年进入服务。该报告包含最初的设计概念注意事项,详细的技术数据和成本计算的任务分析。ATR-72-600是EcoAir的参考和基线飞机。在概念设计阶段,主要优化目标是操作灵活性,直接运营成本和飞机效率。所得设计利用低温液体氢作为唯一的燃料来源。燃料在燃料电池中用于为4个主要发动机和创新的边界层摄入发动机供电,从而显着提高了空气动力学效率。这使EcoAir能够完全无排放。电池可在需要时从燃料电池中存储过多的电能,并在板载系统中供应。这保证了最佳能源利用。其他关键功能包括翅膀上的鲨鱼皮技术和混合层流控制控制,从而减少了空气动力学的阻力。此外,可折叠的机翼可以允许在较小的类别中将生态航空归类,从而可以访问众多机场。许多机场。被分类为较小类别的另一个优点还需要减少限制性操作要求。通过电动的鼻子起落轮进一步降低了这些要求,这使自动滑行并因此驱逐了对卡车的需求。ecoAir wird mit der atr-72 als referenz- undflugzeug verglichen。通过无窗的机身最小化制造成本,同时保持了乘客友好的机舱,并带有反对布局和OLED屏幕,可以投射外部视图。飞机用单个飞行员运行,并得到AI系统的支持,可维持高安全标准并降低成本。论文特征与参考飞机相比,总体导致的直接运营成本明显降低。本报告是DLR设计挑战2024的一部分创建的,并引入了EcoAir,这是一架针对2050年计划调试的76名乘客的简短飞机。该报告显示了有关基本概念,详细技术数据和成本计算的任务分析的第一个考虑因素。在指定,操作灵活性,直接运营成本和环境影响方面是优化目标。结果是唯一的燃料。燃料用于燃料电池中,以驱动四个主要发动机和创新的后引擎,以用于边界移动吸收,从而显着提高了空气动力学效率。以这种方式,Ecoair完全无效 - 无效。电池可在燃料电池中存储过多的电能,并在必要时将其转发到内部系统。这保证了能源的最佳使用。关键特征是鲨鱼皮技术和降低空气阻力的机翼上的混合层流控制控制。此外,翼展可以是可折叠的,以便在较小的飞机类别中获得更便宜的分类,该类别可以使用更多的机场。较小类别中分类的另一个优点是限制性的操作要求较小。通过启用自动角色的电动错误,这些要求将进一步降低,因此不再需要推动力。无窗机身的制造成本保持较低,而带有自由空间平面图和OLED屏幕的乘客机舱则设计了外观的设计。飞机由一名飞行员提供服务,该飞行员得到了基于AI的系统的支持,以确保高安全标准并降低机组人员的成本。与参考飞机相比,这些特征导致直接运营成本明显降低。
早上好,贝耶(Beyer)董事长,排名成员巴宾(Babin)和小组委员会成员。我的名字叫罗杰·迈尔斯(Roger Myers)。我是华盛顿州科学院院长R Myers Consulting的所有者,也是华盛顿州航空航天技术创新联合中心主席。我与委员会的罗伯特·布劳恩(Robert Braun)博士一起担任了《人类火星探索太空核推进》委员会的委员会。国家科学院于1863年被国会租用,以向政府就科学技术事务提供建议,后来扩展到包括国家工程和医学学院。这项研究是由NASA的太空技术任务局委托进行的,以评估开发和展示用于火星人类勘探任务的太空核推进系统的主要技术和程序性挑战,优点和风险,包括核热推进(NTP)和核电推进(NTP)和核电推进(NEP)技术方案。具体来说,我们被要求评估提供900次特定脉冲的NTP系统的这些因素,以及提供至少1 MW的电力的NEP系统,其功率质量比基本上要比当前的最新设备更好。此外,推进系统应在2039年准备进行人类任务,往返时间(包括火星表面停留时间)不到750天。我将其称为基线任务。我们的委员会收到了NASA,能源部,几家公司和大学的意见和演讲。我们的临时委员会执行这项工作包括来自行业,能源部,国防部和学术界的经验丰富的代表,我们得到了美国国家学院研究总监Alan Angleman的出色支持。我们在一年中举行了二十多次会议,于2021年2月完成了我们的工作。通过背景,NTP系统在概念上与化学火箭相似,在燃烧室中,燃烧室已被紧凑的,非常高的功率密度核反应堆所取代。为了达到900s所需的特异性脉冲,将氢推进剂通过高温反应器泵送,并加热至至少2700 kelvin的温度。达到这种氢气温度需要核反应堆燃料在约2900 K或以上的温度下运行。反应堆与其他反应堆相比也必须非常迅速:最不到一分钟的开始时间是为了快速达到所需的性能水平。因此,NTP系统需要液体氢的存储和泵送子系统,带有屏蔽的高性能核反应堆以及将反应堆转换为推力的喷嘴。相比之下,NEP系统需要具有较低的温度,缓慢启动的核反应堆,屏蔽,功率转换子系统,以产生电力,一个由大型散热器组成的热排斥子系统,电力电源管理和分配子系统以及电动推进子系统,以及所有的电动推进子系统,所有这些系统都可以成功使用NEP系统。NTP和NEP是具有截然不同的挑战的非常不同的技术。根据我们收到的所有意见,对现有文献的广泛审查以及我们的委员会审议,我们得出了一些共识的发现和建议。我们的报告中提供了所有相关背景和详细信息(请参阅http://www.nap.edu/25977)。为此证词,我将首先讨论NTP系统的关键发现和建议,