Projekat Blue Condor proučava kondenzacione tragove iz direktnog sagorevanja vodonika

Avioni na vodonik ne bi trebalo samo da smanje emisiju CO₂, već i da pozitivno utiču na klimatski efekat kondenzacionih tragova. Ipak, do sada su postojala veoma ograničena saznanja o kondenzacionim tragovima koji nastaju direktnim sagorevanjem vodonika. U okviru projekta Blue Condor, kompanije Airbus, Perlan i Nemački centar za vazduhoplovstvo i svemirska istraživanja (DLR) po prvi put su u letu merili kondenzacione tragove koje ostavlja turbo mlazni motor na vodonik.

Kondenzacioni tragovi koji nastaju u gornjoj troposferi, kada je vazduh hladan i vlažan, značajno doprinose klimatskom uticaju vazdušnog saobraćaja. Alternativne pogonske tehnologije poput aviona na vodonik trebalo bi, s jedne strane, da smanje emisije CO₂, a s druge, da umanje klimatski uticaj kondenzacionih tragova. Međutim, do sada nije bilo letnih merenja koja bi karakterisala nastanak, osobine i posledice kondenzacionih tragova iz direktnog sagorevanja vodonika. Projekat Blue Condor sada donosi prve takve rezultate: u decembru 2024. sprovedena je trotjedna kampanja letnih ispitivanja u Minden-u, Nevada (SAD). DLR je opremio prateći avion instrumentima za merenje emisija i kondenzacionih tragova i upravljao njima autonomno na krstarećoj visini.

Metodologija

Srce misije Blue Condor čini jedrilica Arcus. Airbus i Perlan tim su je modifikovali tako da može da nosi rezervoar za gasoviti vodonik, sistem za podmazivanje i turbo mlazni motor na vodonik. Motor je razvijen u saradnji kompanije AeroDesignWorks i tehničkog univerziteta RWTH Aachen. Druga Arcus jedrilica, kojom upravlja Perlan, bila je opremljena konvencionalnim motorom na kerozin.

Obe jedrilice su istovremeno šlepovane avionom Grob Egrett (istraživački avion velike visine kompanije AV Experts) do visine od preko 9 kilometara — što je tačno visina na kojoj se očekuje formiranje kondenzacionih tragova. Tamo su jedrilice otkačene, a avion sa instrumentima se zatim pozicionirao iza njih.

Jedrilica Blue Condor tada je aktivirala svoj motor na vodonik. Počelo je merenje emisija i kondenzacionih tragova. Druga jedrilica, sa motorom na kerozin, letela je u bliskoj formaciji sa upaljenim motorom. Radi uporedivosti podataka, merenja su se sprovodila u identičnim meteorološkim uslovima, jedno za drugim. Glavna faza merenja uz pomoć pomoćnih motora trajala je, prema navodima učesnika projekta, oko pet do deset minuta po sesiji.

Ispitivanje mikrofizičkih svojstava

Od ukupno sedam testnih letova, na četiri su se formirali kondenzacioni tragovi iz vodoničkog motora. Cilj je bio da se precizno izmere mikrofizička svojstva kondenzacionih tragova nastalih direktnim sagorevanjem vodonika u stvarnim atmosferskim uslovima, saopštio je DLR. Ključnu ulogu za klimatski uticaj tragova imaju broj početnih kristala leda, kao i njihova veličina, koja se formira u mlazu izduvnih gasova.

Emisije azotnih oksida i stvaranje aerosola mereni su i ispod visina na kojima se formiraju tragovi. Dodatne informacije o emisijama motora dobijene su iz testova motora na zemlji, pri različitim nivoima opterećenja. Projektni partneri trenutno detaljno analiziraju sve prikupljene podatke.

Razlike u odnosu na tragove iz sagorevanja kerozina

Kondenzacioni tragovi iz motora na vodonik nastaju, u poređenju sa tragovima iz kerozinskih motora, već na višim temperaturama i nižim visinama u atmosferi — zbog veće emisije vodene pare. Za razliku od konvencionalnih motora koji izbacuju čađ i isparljive čestice koje služe kao jezgra za formiranje ledenih kristala, izduvni gasovi vodoničkog motora u idealnim uslovima ne sadrže čestice. Ako motor radi bez zagađenja (npr. bez kapljica ulja), tada bi teoretski atmosferski aerosol iz okoline služio kao jezgro za formiranje kristala u izduvnom mlazu.

Modeli simulacije pokazuju da bi, zbog niske koncentracije aerosola u atmosferi, u mlazu vodoničkog motora moglo da se formiraju veći kristali leda. To bi moglo da skrati životni vek kondenzacionog traga i umanji njegov efekat zagrevanja. Ipak, ovi modeli još nisu potvrđeni u praksi — zato se čeka puna analiza rezultata letnih testova.

Modifikovana merenja

Instrumentski paket na avionu Egrett isporučio je DLR-ov Institut za fiziku atmosfere. Pomoću njega su vršena merenja ledenih kristala, aerosola i tragova gasova. Svi instrumenti su modifikovani i prilagođeni kabini aviona. Izvršene su dodatne prepravke na trupu, uključujući proširenje za integraciju uređaja za merenje azotnih oksida „Sioux“. Spektrometri za rasipanje svetlosti i posebni ulazi za gasove montirani su na stajni trap.

Naučnici su autonomno upravljali instrumentima, slali podatke na zemlju preko Iridium veze, i putem radio-veze navodili pilota Egretta u optimalne pozicije za merenja unutar kondenzacionih tragova.

Sa potpuno analiziranim podacima iz projekta Blue Condor, partneri veruju da će ubuduće biti moguće istraživati klimatski uticaj potencijalne flote aviona na vodonik pomoću globalnih klimatskih modela.

AutoRepublika

(87)