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国际视点科学家正在寻找未来航空燃料替代品纳美

发布时间:2019-09-12 18:23:56 阅读: 来源:胸花厂家

国际视点:科学家正在寻找未来航空燃料替代品

最近汽油价格的连续调整,肯定让国内的一些有车族感到了切肤之痛,我的一位朋友说,他现在开车时的感觉,就像眼看着一只小猪在大口吞吃自己的钞票。  “小猪”虽然贪吃,饭量毕竟有限。一般的家庭用车,行驶一个小时耗油也不过在10升上下。相比之下,空中那些大“巨无霸”———飞机的胃口可就大多了。一架波音747飞行一小时要耗油10吨以上,较小的波音733或空客319每小时油耗也接近3吨。与“小猪”相比,这些耗油机器喝起油来简直就像是饥饿的“猛虎”。   最近,许多航班已经纷纷开始出台对策,例如将国际航班乘客随身携带的行李重量大幅削减。   也许,生物柴油将是未来航空燃料的最佳选择。   目前,大部分飞机使用航空煤油。虽然航空煤油比汽车用的汽油重,但却比柴油轻,并且是为飞行的极端环境研制的,不过它终究还是利用石油生产的。同汽油一样,航空煤油价格也随飙升的石油价格猛涨,使航空公司不堪重负,成为美国一些大型航空公司纷纷陷入破产境地的重要因素。   面对油价不断攀升甚至石油枯竭的困境,美国航空公司甚至政府都不得不行动起来,寻找航空燃料的替代能源,以降低飞行成本,保证人类能在石油枯竭时有“油”可用。   生物柴油可从大豆、玉米和其他农作物中提取,是目前汽车最实用的汽油替代者,今天的一些轿车和卡车已经在使用这种柴油。更让人兴奋的是,生物柴油已开始在全世界大规模推广,在巴西等国已经取得了巨大成功。因此,生物柴油也将成为飞机替代能源的一个主要选择。   但生物柴油的一大问题是,它在比航空煤油高得多的温度下就会凝固,对于在35000英尺高空飞行的飞机来说,这无疑是致命问题。如何使生物柴油在飞行环境中不凝固,正成为科学家需要解决的课题。   不过即使能够找到成功的方法,生产供应也是另外一个大问题。有科学家提出,美国的土地不可能同时生产出足够的粮食和供飞机使用的生物燃油原料。   经济性也是航空用生物柴油面临的另一个问题。美国农业部一位专门从事航空用生物柴油研究的专家表示,只有航空用生物柴油变得更便宜时,航空公司才会感兴趣。他说:“现在的问题是经济性。即使今天石油的价格在不断攀升,航空生物柴油与之相比,在经济上也是不划算的,它的生产成本过于昂贵。”   那么,氢能可以成为第二个替代者吗?   科学家考虑已久的另一种方法,是能否让飞机利用氢能飞行。普通人也许会认为,氢在飞机上容易爆炸,但经过科学家几十年的研究,现在这已经不再是个问题了。   飞机使用氢能的好处是现有飞机发动机不需做太大改动,但问题是如何把它贮存在飞机上。液氢的存贮温度是零下424华氏度,虽然它质量上更轻一些,但使用时要比传统航空燃料所占的空间更多。飞机要使用氢能就不得不改进现有的结构设计,专门开辟出贮存它的地方。另外,现在生产氢能的成本也非常高。   氢作为燃料的一个好处是清洁燃烧。氢燃烧后只产生水,汽车使用氢作为燃料可以解决尾气污染问题。但对于飞机来说,氢燃料会带来另一个令人担心的问题:由氢能源驱动的高密度飞行的大量飞机会不会成为播云机器?这会给大气带来什么样的新影响?波音公司环境部门负责人比利?格劳沃表示:“高层空气的运动特性非常复杂,在没有搞清利弊的情况下就使用氢燃料肯定不是个好方法。”   另一种现在已经少量使用的航空煤油的替代品,是使用一种用煤、石油和天然气混合制成的合成燃料,它的性能与传统航空燃料一样。美国空军目前正在进行一系列试验,来验证这种燃料的性能。另外,合成燃料也将可以用于美国正在研制的超高效航空发动机。   美国开发合成燃料的一个优势是它有着丰富的煤与天然气贮量。美国NASA格林研究中心燃烧部主任李其明(音译)表示,攀升的油价意味着合成燃料将是一个经济的替代品,但格劳沃表示,生产合成燃料需要使用比生产传统燃料更多的资源。   与寻找汽车的替代能源相比,科学家研制飞机的替代能源要面对更大的障碍,其中不但有生产、运输的困难,还有像在极冷环境下如何大量使用替代燃料等问题。至少在现在,替代能源的成本要远远高于传统能源,但不断攀升的石油价格增加了人们开发飞机替代能源的兴趣。一些研究人员希望他们的努力将来能有回报,而波音公司更表示,寻找替代能源不仅仅是针对飙升的油价,而是“要确保将来有能源可用”。   虽然现在为飞机研制替代燃料的工作只处于起步阶段,但某些特种飞机上替代燃料的使用已指日可待。如维朗蒙特航空公司已经研制并试飞成功了太阳能飞机,可惜它的模型机由于结构问题后来在试飞中坠毁。   与替代能源相比,近期人们关注的焦点是如何使传统飞机燃油更加经济。波音公司表示,它将于2008年投入使用的波音787飞机,人均燃油效率将相当于一辆混合动力汽车搭载两名乘客时的状况。比利·格劳沃说:“我们争取制造出具有最高燃油效率的飞机,这样,我们就可以用最少的燃料来满足飞行需求。”

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