Combustibili "puliti"

[beluga]

Buongiorno a tutte/i
essendo un appassionato di macchine volanti made in CCCP, girovagando nel sito web della Tupolev mi sono imbattuto nel progetto di un aereo alimentato a gas liquefatto fornito da uno stoccaggio CRIOGENICO!!!!!!!!!.
http://www.tupolev.ru/English/Show.asp?SectionID=82


A quanto sembra il Tu155 non è rimasto allo stato di progetto, ma è stato realizzato ed è stato coinvolto in una serie di voli dimostrativi. Altra curiosità: l’aereo è nato per essere alimentato da idrogeno (con questo combustibile ha effettuato il primo volo) e successivamente è stato alimentato a metano.

Conosco le problematiche legate agli stoccaggi criogenici, soprattutto per quanto riguarda le caratteristiche dei materiali e le sollecitazioni dovute agli eventuali regimi transitori (riscaldamento / raffreddamento) ed in genere, nel mio immaginario, a tale aggettivo associo l’immagine di serbatoioni di ammoniaca o etilene da svariate migliaia di m3. Inoltre, la presenza di un gas estremamente infiammabile in sostituizione di un liquido infiammabile introduce problematiche di sicurezza non trascurabili; in ogni caso il progetto è strepitoso; lo è sicuramente in termini di impatto ambientale (parlo, va da se, di “primo impatto”, senza considerare, cioè, l’energia e le risorse messe in gioco per realizzare tutte le facilities del caso, anche se penso si possa comunque azzardare un bilancio positivo; sarebbe comunque interessante uno studio in tal senso).

L’aspetto significativo è che Tupolev stia puntando (non so con quanta convinzione) sullo sviluppo di tali aeromobili (con il forte sostegno del prezzo del metano e della sua abbondante disponibilità in Russia).

Nessuna delle aziende al di là della cortina di ferro (all’epoca) o occidentali (e in particolare nel vecchio continente) ha mai pensato a progetti simili?

[FAS]

grazie! per il link!
la tematica é interessante...

[Black Magic]

Non e` il mio campo specifico, ma posso darti qualche risposta generica.

L`uso del gas e ` ampiamente provato nei sistemi aeroderivati per produzione di potenza terrestre.
Ma questi hanno il vantaggio di poter essere collegati alla rete.

Aeronauticamente, sotto gli standard di sicurezza occidentale, uno stoccaggio di gas presenta molti problemi, come hai detto anche tu.

Un serbatoio di combustibile gassoso sotto pressione, delle dimensioni richieste per un volo, verrebbe bocciato da tutti gli enti di certificazione di questa terra.
Lo stoccaggio criogenico presenta, oltre a quelli citati da te, problemi per l`energia che dorebbe essere fornita solo al sistema di criogenia e che peserebbe troppo sul bilancio energetico della macchina, in volo e a terra; quindi della compagnia.

Riguardo lo studio di combustibili alternativi e piu` efficaci dal punto di vista ambientale (il gas e` un palliativo, perche` in sostanzza riduce solo il particolato che gia` e` minimo e comparabile a quello del metano nei combustibili aeronautici) Rolls-Royce sta studiando un`applicazione dell`idrogeno ai suoi propulsori.
Anche qui` il problema principale e` la scienza dei materiali del combustore e degli espansori e lo stoccaggio, perche` termodinamicamente il motore avrebbe tutto da guadagnare.

Per lo stoccaggio e` in studio (in un centro in Italia) un sistema di nanostrutture che adsorbano l`idrogeno a pressione e temperatura ambiente.
Una specie di spugna...
Sui materiali il discorso e` anche piu` complesso; l`H2 ha una temperatura di combustione proibitiva e difficilmente abbattibile tramite eccesso d`aria e le leghe a base di nichel soffrono di fragilizzazione da idrogeno.
Sembra che qualche speranza la stiano dando strutture silicee.
Ma con queste si hanno problemi di tecnologie meccaniche per la manifattura di parti geometricamene complesse e peccano di assenza totale di studi di resistenza a fatica termo-meccanica.

In parallelo si stanno conducendo studi su un combustibile sintetico in previsione di un eventuale intollerabile aumento di prezzo del barile o in un`ancora piu` lontana, estinzione delle fonti petrolifere.

Spero di aver risposto un po` alle tue domande.
Ciao

[FAS]

nel seguente link uno studio recente...

http://www.theoildrum.com/uploads/3246/csmith.pdf

[Black Magic]

grazie FAS!
...in quest`altro link c`e` un paper sui cui studi e` basata l`adozione dei silicei per la combustione dell`idrogeno.
http://igti.asme.org/resources/articles ... -38866.pdf

[FAS]

grazie FAS!
...in quest`altro link c`e` un paper sui cui studi e` basata l`adozione dei silicei per la combustione dell`idrogeno.
http://igti.asme.org/resources/articles ... -38866.pdf

aspita bello! grazie!

[FAS]

comunque volendo esaminare la cosa dal punto di vista strutturale (mettendo da parte la certificabilitá):
credo che un sistema del genere comporti un aumento di peso non trascurabile...perché per trasportare l´idrogeno bisognerebbe trasormarlo (criogenico) e quindi un primo sitema di peso elevato..in piú se non sbaglio bisogna avere un sistema di raffreddamento che porti l´ossigeno a meno 100 celcius.. insomma un insieme di sistemi aggiuntivi che gravano sul peso del velivolo

pensate che attualmente sul XWB stiamo lottando per salvare 25 chili di peso sullo intero velivolo applicando le cover per la pax floor in glare

[beluga]

comunque volendo esaminare la cosa dal punto di vista strutturale (mettendo da parte la certificabilitá):
credo che un sistema del genere comporti un aumento di peso non trascurabile...perché per trasportare l´idrogeno bisognerebbe trasormarlo (criogenico) e quindi un primo sitema di peso elevato..in piú se non sbaglio bisogna avere un sistema di raffreddamento che porti l´ossigeno a meno 100 celcius.. insomma un insieme di sistemi aggiuntivi che gravano sul peso del velivolo

pensate che attualmente sul XWB stiamo lottando per salvare 25 chili di peso sullo intero velivolo applicando le cover per la pax floor in glare

Un aspetto che non avevo considerato sono le eventuali implicazioni psicologiche da parte dei passeggeri....non so quanto inciderebbe nella scelta del mezzo aereo la presenza di un serbatoio di idrogeno, che in termini di rischio PERCEPITO, ha una certa rilevanza (hindeburg docet).

Per quanto riguarda il peso, è vero che oltre al serbatoio in effetti sarebbe necessari tutti gli accessori per il mantenimento (compressori, pompe, scambiatori di calore ecc....), ma da quanto si vede dagli "spaccati" Tupolev ha previsto di sacrificare la capacità destinata a merci e bagagli. Forse con la differenza di prezzo tra LNG (perchè i russi mi sembra che puntino più sul metano che sull'idrogeno) si riuscirebbe a rendere conveniente l'operazione. So che non sono cose paragonabili, ma l'anno scorso sono stato in Tajikistan.. tutti i mezzi terresti con più di due ruote erano alimentati a metano (auto, camion, autobus....)!!!!


Per quanto riguarda la certificabilità dei vari velivoli, a vedere i disegni sembra che si tratti in prevalenza di mezzi destinati alle rotte regionali o comunque interne. Ci sono in questo caso deroghe o procedure diverse rispetto ad un mezzo che dovesse essere impiegato per voli internazionali/intercontinentali o queste certificazioni sono uguali per tutti?
In ogni caso, il Tu155 ha volato, è atterrato anche in aeroporti occidentali (Francia, Germania), nell'assetto a metano.

PS: micidiale l'A300 con la gobba!

[Tixio]

grazie FAS!
...in quest`altro link c`e` un paper sui cui studi e` basata l`adozione dei silicei per la combustione dell`idrogeno.
http://igti.asme.org/resources/articles ... -38866.pdf

Great! Grazie Black!

[JT8D]

Veramente molto interessanti i link postati in precedenza, grazie

Paolo

[Black Magic]

Per quanto riguarda la certificabilità dei vari velivoli, a vedere i disegni sembra che si tratti in prevalenza di mezzi destinati alle rotte regionali o comunque interne. Ci sono in questo caso deroghe o procedure diverse rispetto ad un mezzo che dovesse essere impiegato per voli internazionali/intercontinentali o queste certificazioni sono uguali per tutti?
In ogni caso, il Tu155 ha volato, è atterrato anche in aeroporti occidentali (Francia, Germania), nell'assetto a metano.

Non so di queste deroghe, perche` non mi occupo di certificazioni di alcun genere.
In ogni caso, sono fortemente convinto che il Tu155-metano non avesse una certificazione da trasporto passeggeri, ma da prototipo sperimentale.

[beluga]

Per quanto riguarda la certificabilità dei vari velivoli, a vedere i disegni sembra che si tratti in prevalenza di mezzi destinati alle rotte regionali o comunque interne. Ci sono in questo caso deroghe o procedure diverse rispetto ad un mezzo che dovesse essere impiegato per voli internazionali/intercontinentali o queste certificazioni sono uguali per tutti?
In ogni caso, il Tu155 ha volato, è atterrato anche in aeroporti occidentali (Francia, Germania), nell'assetto a metano.

Non so di queste deroghe, perche` non mi occupo di certificazioni di alcun genere.
In ogni caso, sono fortemente convinto che il Tu155-metano non avesse una certificazione da trasporto passeggeri, ma da prototipo sperimentale.

Giusto Black, , non ci avevo pensato!
Tornando invece alla tua considerazione sul fatto che il metano non sia questa gran panacea ai mali dell'inquinamento, concordo sul fatto che in termini di emissioni in uscita da un propulsore possano esserci differenze non apprezzabili rispetto al jet-fuel. Tuttavia, un kW prodotto con il metano credo abbia un costo energetico inferiore ad un kW prodotto con il Jet-fuel (basti pensare ai costi di distillazione, desolforazione, ottenimento del prodotto a specifica, con processi di riscaldamento, condensazione, utilizzo di catalizzatori ecc...). é per questo motivo che la soluzione metano mi sembrava comunque più pulita rispetto al tradizionale kerosene!
ciao
Fabrizio

[JT8D]

In ogni caso, sono fortemente convinto che il Tu155-metano non avesse una certificazione da trasporto passeggeri, ma da prototipo sperimentale.

Penso anch'io che sia così.

Paolo

[Stephen Dedalus]

Da notare che la sperimentazione di Tupolev per aerei alimentati con combustibili alternativi non si ferma al solo adattamento del TU-154 e relativa motoristica...
http://www.tupolev.ru/English/Show.asp? ... =82&Page=2

Il link in qualche modo era "implicito" in quello postato da Beluga all'inizio del topic, ma ci tenevo a sottolinearlo ulteriormente.

Leo