Применение криогенных топлив и использование их хладоресурса.

Одним из важных направлений развития авиационных двигателей является переход к использованию в них криогенных топлив – сжиженного природного газа СПГ (состоящего, в основном, из метана) и жидкого водорода.. Необходимость такого перехода обуславливается не только предстоящим истощением мировых запасов нефти и не только значительно более высокой экологичностью продуктов сгорания природного газа по сравнению с керосином (а продуктом сгорания водорода, как известно, вообще является абсолютно безвредный водяной пар), но и снижение удельного расхода топлива (вследствие их более высокой теплотворной способности ). Кроме того, криогенные топлива обладают значительным хладоресурсом. Температура кипения жидкого метана при нормальном давлении равна минус 162 ^оС, а жидкого водорода – минус 253 ^оС

Перевод обычных ГТД на криогенные топлива требует только незначительной доработки камер сгорания. Еще в 70-х годах прошлого столетия совершил успешный полет самолет Ту-154 с ТРДД НК-8 и с баками (конечно, с очень мощной теплоизоляцией), заполненными жидким водородом.

Но использование хладоресурса может дать дополнительный эффект за счет установки в проточной части двигателя различных теплообменников, увеличивающих работу цикла ГТД (при данных значениях p и D), позволяющих увеличить температуру газов за счет улучшения охлаждения турбины и т.д.

Особое значение имеет применение криогенных топлив с большим хладоресурсом для силовых установок самолетов с большими сверхзвуковыми или гиперзвуковыми скоростями полета, так как полная температура воздуха на входе в двигатель достигает, например, при числе М_Н = 6 на высоте Н = 30 км, примерно 1700 К. И тогда без интенсивного охлаждения топливом многих элементов проточной части (включая использования теплообменников) создание надежной конструкции двигателя было бы невозможно.

Поэтому исследования и конструктивные разработки по применению криогенных топлив на различных типах ГТД, ТПД и т.д. являются одним из перспективных направлений развития авиационных двигателей.