液化氣飛機

基本原理

天然氣的主要成分是甲烷，含碳量75%左右，而航空煤油含碳量85%左右，燃燒相同質量的天然氣和航空煤油，天然氣產生的二氧化碳更少。由於含碳量低的化石燃料燃燒更徹底，因此一氧化碳和碳氫化合物的排放也更低，若能做到適當降低燃燒溫度，還有助於減少氮氧化物的排放，液化氣飛機更環保。

從化學常識上看，相同質量的天然氣比航空煤油含有更多的氫。氫氧化形成水，是化石燃料燃燒產生熱量的主要來源，因此天然氣具有更高的能量密度，可以降低飛機需要的燃料重量。

燃油飛機的油箱，利用的是飛機結構中的空腔；而由於液化氣必須存儲在高壓鋼質氣罐中，很難安置於飛機內部，這就使得飛機需要付出額外的重量代價。又因為液化氣的密度大約只有航空煤油的一半，這大大增加了燃料的體積。

俄中央空氣流體動力研究所的研究人員在飛機風洞模型的背部從前到後安裝了兩個托架，將一個圓柱形氣罐水平安裝到托架上，再把模型放入低速風洞中，檢測氣罐對飛機尾部方向舵、垂直尾翼或H型尾翼功效的影響。

該研究所發布的公報說，實驗結果顯示，這種氣罐會導致飛機的升阻比和方向穩定性下降，但尚未超過一定的限度，不需要調整飛機“背”氣罐布局的主要參數。

研究人員認為，與航空煤油相比，液化氣燃燒後的排放物對環境影響相對更小，但液化氣必須低溫保存在隔熱的氣罐中，如何使氣罐與飛機性能相匹配是關鍵課題。

下一階段，研究人員將模擬飛機起降時氣罐的空氣動力影響，並且變更飛機的某些布局以期改善其性能。

研發目標是在確定液化氣飛機的最佳空氣動力布局後，將其發展成客貨運輸機。一架這樣的飛機可載50名乘客飛行約1500公里，或將6噸貨物運到相距約1000公里的地方，其巡航時速可達480公里。如果計畫順利，這種液化氣飛機有望替代俄用於支線運輸的安-24和安-26渦輪螺旋槳飛機。

中國商飛夢幻工作室負責人張馳說，燃油飛機的油箱，利用的是飛機結構中的空腔；而由於液化氣必須存儲在高壓鋼質氣罐中，很難安置於飛機內部，這就使得飛機需要付出額外的重量代價。想像一下，要給飛機憑空外加一個這么大重量的包袱，肯定會增加上升的阻力，還會帶來額外的燃料消耗，飛機的經濟性可能會大打折扣。

改用液化天然氣燃料，對飛機本身的安全可靠性和現有的機場設施都帶來了挑戰，使得民用飛機面臨適航取證的困難。

液化氣飛機要外加油罐，所以在設計時就要全面考慮各種參數。如果從飛機設計的初始階段考慮新型燃料的存儲和使用，進而調整飛機的氣動布局、結構布置和發動機參數，做到一體化設計，對於提高民用飛機的經濟性有很大幫助，據此設計的新型飛機才能具有套用價值。

考慮到未來天然氣和原油價格可能發生的波動，對於中國來說，研究液化氣飛機等新能源飛機是有意義的。