He Arotakenga Matawhānui mo te Huka Waiwai Waiwai: Te Whakakaha i te Ake o te Aerospace me te Rererangi
Ko te haruru o te miihini jet ko te tangi o te hononga, o te pakihi o te ao, o te ahunga whakamua. Engari mo nga tekau tau, kua pau taua tangi ki to tatou taiao. Ko te umanga rererangi kei te mawhititanga huarahi, e pa ana ki te taumahatanga nui ki te whakakore waro. I te mea ko te rangatira o te wheketere e whakaputa haurehu ahumahi, ko ahau, ko Allen, he tuuru rarangi-mua ki nga huringa hangarau e whakaatu ana i te heke mai. Ko tetahi o nga mea whakahihiri ko te neke ki te waka rererangi hauwai. Ko tenei tuhinga mo nga kaiarahi pakihi penei i a Mark Shen, he koi, he tino whakatau, me te rapu tonu mo nga waahi nui e whai ake nei. He ruku hohonu ki te ao o hauwai wai hei rererangi wahie, te wawahi i te pūtaiao matatini ki roto i nga tirohanga pakihi whai kiko. Ka tirotirohia e matou nga hangarau, nga wero, me te aha tenei whakawhitinga e tohu ana i te waahi nui mo te hunga i roto i te mekameka tuku hau.
He aha te Ahumahi Rererangi e rapu ana i tetahi wahie rereke hei hinu mohinuhinu?
Neke atu i te haurua rau tau, te ahumahi rererangi kua whakawhirinaki tata anake ki te jet wahie i ahu mai i te hinuhinu. He pūngao-mātoi, āhua pūmau, a kua hanga e matou he hanganga ao nui huri noa. Engari, kaore e taea te whakakore i te paanga o te taiao. I tenei wa kei te 2.5% o nga tukunga CO₂ o te ao rererangi rererangi, engari he nui ake tana koha ki te huringa o te rangi na etahi atu paanga penei i te hauota waikura (NOx) me te aukati. I te pikinga o te pehanga o te ao mo te oranga tonutanga, nga rererangi me rererangi e mohio ana nga kaihanga kua kore te mana o te noho hei whiringa.
Ko nga roopu whakahaere me nga kaihoko kei te tono kia pai ake te rere. Na tenei i whakaoho te whakataetae ki te kimi i tetahi mea whai oranga hinu kē. Ahakoa ko nga whiringa penei i te rererangi tauwhiro wahie (SAF) ka tukuna he otinga mo te wa poto ma te hangarua waro o naianei, kaore e whakakore i nga tukunga i te puna. Ko te tino whainga ko te rere kore-tuku, a ko reira ka uru mai te hauwai. Ko te whakawhiti ki te puna hiko hou mo rererangi ehara i te mea he hiahia taiao anake; he hurihanga hangarau ka huri i te katoa aerospace rāngai. Mo nga umanga kei roto i te mekameka tuku, ko te maarama ki tenei nekehanga ko te mahi tuatahi ki te whai hua ki runga.
Ko tenei whainga mo te rerenga ma e pana ana i nga rohe o hangarau aerospace. Ko te wero he kimi a wahie ka taea e ia te mahi hokohoko nui rererangi puta noa i tawhiti me te kore e whakaputa haurehu kati. Nga pākahiko hiko, ahakoa he pai mo nga motuka me te iti rawa waka rererangi poto, karekau noa te kiato o te kaha e hiahiatia ana mo te rererangi tawhiti. Ko te tino raruraru tenei pūngao hauwai kua rite ki te whakaoti. Kei te kaha te ahumahi ki te torotoro haere i nga momo rereke ariā rererangi i whakakahangia e te hauwai, e tohu ana i te huarahi marama mo te heke mai o te rere.
He aha te mea ka riro te wai wai wai hei hinu mo te waka rererangi?
Na, he aha te ihiihi katoa mo te hauwai? Ko te whakautu kei roto i tona ihirangi kaha whakamiharo. Ma te papatipu, hinu hauwai tata ki te toru nga wa te kaha o te jet tuku iho wahie. Ko te tikanga tenei he rererangi ka taea te haere i te tawhiti kotahi me te iti rawa atu wahie taumaha. Ina whakamahia te hauwai ki roto pūtau wahie, ko te wai anake te hua, ka waiho hei otinga tino kore-whakaputa i te waahi ka whakamahia. He huringa keemu tenei mo te rererangi ao.
He mea tino nui te whiriwhiri i waenga i te penapena hauwai hei hau kapi, hei wai tangihanga ranei aerospace miihini. Ahakoa hauwai hau he ngawari ake te hapai i nga pāmahana noa, ehara i te mea tino matotoru. Kia nui te rokiroki hauwai hau mo te rere whai kiko, ka hiahia koe ki nga taika nui, taumaha, kaore e taea mo te rererangi. hauwai wai (LH₂), i tetahi atu taha, he tino kikokore. Ma te whakamatao hau hauwai ki te tino makariri -253°C (-423°F), ka huri hei wai, ka nui ake te kaha ki te penapena i roto i tetahi rōrahi. Ko tenei kiato te mea hanga hinu hauwai wai te kaitono matua mo te whakakaha i te reo a meake nei rererangi tawhiti.
Mai i taku tirohanga hei kaiwhakarato, te kaha o hauwai wai he tino nui. He tohunga kee matou ki te whakaputa me te whakahaere i nga hau tino parakore. Nga wero o hauwai liquefaction me te rokiroki he mea nui, engari he raru miihini kei te whakatauhia e nga hinengaro maamaa i nga waahi penei i te Tiamana Aerospace Center. Ko te painga o te hauwai—ko te nui o te kaha o te kaha me te ahua o te wera-ma—he nui ke atu i nga uauatanga. Tenei kaha wahie Ko te matua ki te whakatuwhera i nga haerenga rangi-a-roa.

He pehea te Whakakaha i te punaha wahie wai wai i te waka rererangi?
Pohewa a pūnaha hinu hauwai wai i runga i te rererangi he rite te ahua o te pakimaero putaiao, engari he tino maamaa nga kaupapa matua. E wha nga waahanga matua o te punaha: te rokiroki tank, te wahie whatunga tohatoha, he wae whakangohu, me te punaha pana. Ka tiimata katoa mai i te tino kiriweti, cryogenic tank wahie kei hea te hauwai wai ka rongoa ki te -253°C. Te rokiroki a wahie i tenei pāmahana i runga i te rererangi he mahi miihini nui, e hiahia ana i nga rauemi matatau me te whakamaarama korehau kia kore ai te wai e koropuke.
Mai i te rokiroki hauwai wai tank, te cryogenic wahie ka maemaa i roto i te kupenga o nga paipa kiriweti. I mua i te whakamahi, te hauwai wai me huri ano ki te hau. Ka puta tenei i roto i te whakawhiti wera, ka ata whakamahana i te wahie. Tenei hau hauwai katahi ka whangaia ki roto i te punaha turaki. Ko te katoa pūnaha hinu hauwai me tino hangaia kia mama, kia tino haumaru, kia pono i raro i nga ahuatanga o te rere, mai i te rere ki te taunga.
I konei ka tino nui te tohungatanga ki te haurehu ahumahi. Ko te hoahoa me te hanga o enei nga punaha mo te waka rererangi me tino mohio ki nga tangihanga me te whakahaere hau. Ko nga maataapono ano e whakamahia ana mo te penapena haumaru me te kawe hau nui i runga i te whenua kei te urutau mo te taiao ahurei o te rererangi. Ko nga kamupene e whakarato ana i nga hau ahumahi, penei i a maatau ake, he hoa tino nui ki tenei whanaketanga, e whakarite ana i te tuku pono o te tino parakore. hauwai e wātea ana mo te rangahau, te whakawhanaketanga, me te mahi o enei mea hou whakamiharo rererangi.
He aha te Rerekētanga i waenga i te Whakangao Hauwai me te Whakatairanga Pūtau Wae Hauwai?
Ina korero nga tangata mo waka rererangi hauwai, ko te tikanga e korero ana ratou ki tetahi o nga hangarau matua e rua: tika hauwai ngingiha ranei pūtau wahie hauwai. E rua whakamahi hauwai hei tuatahi wahie, engari ka huri i tona kaha ki te pana i nga huarahi rereke. He mea nui kia mohio nga tangata katoa o tenei umanga ki te wehewehe.
Te wera hauwai he taahiraa whanaketanga ake. Ko te urutau ki nga miihini jet o naianei kia wera hinu hauwai hei utu mo te hinuhinu. Ko te painga tuatahi ko te whakamahi i nga hangarau miihini o naianei, ka tere ake te whanaketanga. Heoi, ahakoa te wera o te hauwai ka whakakore i nga tukunga CO₂, ka taea tonu e ia te whakaputa hauota waikura (NOx) i te wera nui, he parakino kino ano hoki. Ko te Tiamana Aerospace Kei te kaha te rangahau a Center (DLR) ki te whakaiti i te hanga NOx i roto i enei miihini. Kei te whakaarohia tenei huarahi mo nga mea e rua waka rererangi poto me nga rererangi nui.
pūtau wahie hauwai hangarau, i tetahi atu ringa, he mahi hurihuri. I roto i te a pūnaha pūtau wahie, ko te hauwai me te hāora mai i te hau ka honoa ki roto i te tauhohenga hiko hei whakaputa hiko, ko te wai me te wera anake nga hua. Na tenei hiko ka whakakaha i nga motika hiko ka huri i nga poroporo, i nga paahi ranei. Tenei pūnaha whakakorikori pūtau wahie karekau he CO₂ me te NOx. He marino ake te hangarau, he pai ake pea i te wera. He maha nga tohunga e whakapono ana waka rererangi powered by pūtau wahie Ko te tino whainga mo te tino ma rererangi.
Anei he wehewehenga ngawari:
| Āhuahira | Whakangao Hauwai | Pūtau Wahiu Hauwai |
|---|---|---|
| Hangarau | Mihini jet kua whakarereketia | tauhohenga hiko |
| Nga tukunga | Wai, NOx | Te wai, te wera |
| Te kaha | Whakaōrite | Teitei |
| Haruru | He kaha (he rite ki nga rererangi o naianei) | Tino ata noho |
| Te pakeketanga | He tata ki te hangarau o naianei | He mea hou ake, me nui ake te R&D |
| Pai Pai | Ka nui ake pea, rererangi tawhiti | rererangi a rohe, nga rererangi iti |
Ko nga huarahi e rua kei te tirotirohia e nga tangata nunui penei i a Airbus, e whai ana ki te kawe mai i te hauwai rererangi i te tau 2035. Te whanaketanga o te matatau hangarau pūtau wahie he kaupapa arotahi mo te katoa ahumahi aerospace.
He aha nga raru nui ki te whakamahi i te hauwai hei wahie mo te waka rererangi?
Ko te huarahi ki rererangi hauwai he mea whakahihiri, engari ehara i te mea kaore he wero. Mai i taku wheako i roto i te umanga hau, e mohio ana ahau ki te whakahaere hauwai, ina koa hauwai wai, me tino tika me te whakaute hohonu mo te haumaru. Mo nga aerospace rängai, ka whakanuia enei wero. Ko te aukati tuatahi me te tino nui ko te rokiroki. Ka hiahiatia e te hauwai he nui te mokowā, ahakoa he wai mātotoru. A tank hauwai wai i runga i te rererangi me wha taima te rahi ake i te karahihini tank wahie te pupuri i te nui o te kaha.
Ko tenei whakaritenga rahi ka hangaia he paanga domino ki runga hoahoa rererangi. Ko enei taika nui, porotakaro, rite ranei he uaua ki te whakauru ki te ahua "ngongo-me-parirau" tuku iho o enei ra. rererangi. I tua atu, te pāmahana cryogenic o hauwai wai e hiahia ana ki te hoahoa "tank-in-a-tank", e mohiotia ana ko Dewar, me te paparanga korehau mo te whakamaarama. Ko enei tank hauwai He uaua nga punaha me te taapiri i te taumaha, ko te hoariri tonu rererangi whai huatanga. Te whakarite i te pono mo te wa roa me te haumaru o enei cryogenic wahie Ko nga punaha i roto i nga miriona huringa rererangi he kaupapa matua mo nga kairangahau.
I tua atu i te rererangi ake, kei reira te wero ki te hanga i te ao hanganga hauwai. Me tino hoahoa ano nga taunga rererangi kia pai te penapena me te whakawhiti i nga rahinga nui hauwai wai. Kei roto i tenei ko te whakawhanake i nga hangarau whakakini hou, nga punaha rapunga turuturu, me nga tikanga haumaru. Me piki ake ano tatou hanga hauwai tino nui, me te whakarite he "matomato" hauwai i hangaia ma te whakamahi i te kaha whakahou. E mohio ana ahau mai i te korero ki nga kaihoko ko te logistics tetahi tino awangawanga. Mo te rangatira pakihi penei i a Mark, te pono o te tohatoha hauwai Ko te whatunga mai i te whare hanga ki te taunga rererangi ka rite te hirahira ki te kounga o te hau.

Me pehea te Hunga Hoahoa Rererangi ki te Whakatau i nga Puna Whakawa Hiwa?
Ko nga ahuatanga ahurei o hinu hauwai wai te tikanga ko te rererangi o apopo ka rereke pea te ahua o enei ra. Ko te whakauru i nga taika wahie cryogenic nui te wero nui ki te taraiwa hou hoahoa rererangi ariā. Kaore e taea e nga miihini te whakakapi noa i te hinuhinu kei roto i nga parirau ki te hauwai; e kore te ahupūngao e whakaae. He iti te matotoru o nga pakau hei pupuri i nga taika porotakaro nui, kua whakatapua.
Na tenei i hua mai he maha nga mahi hou ariā rererangi. Ko tetahi whakaaro rongonui ko te whakanoho kia rua nga rahi hauwai taika i roto i te waka o muri o te rererangi, kei muri i te whare kaihihi. Ka mau tonu te ahua aerodynamic tikanga engari ka whakaiti i te waahi mo nga kaihihi me nga utanga. Ko tetahi atu ariā o muri ake nei ko te "Blended Wing Body" (BWB), kei reira te huinga me nga pakau e honoa ana ki te hanganga kotahi, whanui. Ko tenei ahua ka nui ake te rōrahi o roto, he pai mo te whare nui tank hauwai wai nga punaha me te kore e whakararu i te waahi kaihihi. Ka taea hoki e tenei hoahoa te tuku painga nui aerodynamic.
Ka pa atu ano te punaha toha ki te rererangite hoahoa. He waka rererangi na hauwai ngingiha tera pea he miihini te ahua o enei ra, engari ka nui ake, ka pai ake mo te tahu hinu hauwai. Mo tetahi waka rererangi powered by pūtau wahie, ka kaha ake te ahua o te hoahoa. Ka taea te tohatoha i nga pa hiko iti ake ki te taha o nga parirau kia pai ake ai, he kaupapa e kiia nei ko te toha toha. He wa whakahihiri tenei ki roto hangarau aerospace, kei hea te hiahia mo te hou wahie kei te whakatuwhera i te waa hou o te mahi auaha me te whai hua rererangi hoahoa. Ia hou hangarau rererangi ka whakatata atu ki te whainga o te tauwhiro rererangi.
Ko wai nga Kai-paionia Aerospace e Whakapumau ana i nga waka rererangi Hydrogen?
Ko te te whakawhiti ki te hauwai ehara i te mea he mahi whakaaro noa; kaitākaro nui i roto i te ahumahi aerospace kei te haumi piriona ki te whakatutuki. He kaihautu reo a Airbus, e hura ana i ana ariā ZEROe me te whainga nui ki te whakarewa i te arumoni kore tuku tuatahi. rererangi i te tau 2035. Kei te tirotirohia e raua nga mea e rua hauwai ngingiha a pūtau wahie nga huarahi rereke rererangi rahi. Kua tukuna e to raatau piripono he tohu kaha ki te mekameka tuku katoa kei te haere mai te huringa hauwai.
I te UK, ko te Aerospace Technology Institute (ATI) he maha nga kaupapa e putea ana, tae atu ki te whakawhanaketanga o a rererangi whakaatu. Ko tetahi o nga kaupapa whakahihiri e arahina ana e Cranfield Aerospace Solutions, e mahi ana ki te huri i te iti, 9-nohoanga Britten-Norman Islander rererangi rohe ki te rere i runga i a pūtau hinu hauwai pūnaha. Tenei kaupapa, e whai wāhi mahi whakamātautau rere, he mea nui mo te whai wheako o te ao me te whakaaetanga ture mo te hauwai nga punaha mo te waka rererangi. Ko enei kaupapa iti-iti he tino hikoi ki te tohu tohu hauwai whakaneke mo te rahi waka rererangi pāhihi.
Ko etahi atu kamupene kei te piki haere ano hoki. Kua whakahaerehia e ZeroAvia nga rererangi whakamatautau mo te iti waka rererangi na a pūtau hinu hauwai pūnaha. I roto i aku mahi, kei te kite matou i te nui haere o nga patai mo nga hau parakore teitei mo enei mahi R&D. Mai i nga hau motuhake e whakamahia ana ki te hanga taika hiato mama ki te Argon hiahiatia mo te fehokotaki'anga koranu matatau i roto i nga miihini rererangi, kei te takahuri katoa te rauwiringa kaiao. Ko te mahi tahi i waenga i enei mahi auaha aerospace Ko nga kamupene me te waahanga hau ahumahi he mea nui mo te angitu te whakawhiti ki te hauwai.
He pehea te Haehae o te Maama o te Hau mo nga Hangarau Putau Waahi Hauwai?
He patai tenei e pa ana ki taku pakihi me nga pakihi a aku kaihoko. Mo hauwai ngingiha engines, te parakore o te hinu hauwai he mea nui, engari mo hangarau pūtau hinu hauwai, he mea tino nui. A tāpae pūtau wahie he taputapu tino tairongo. Ka mahi ma te tuku hauwai ki runga i te whakakorikori konukawata, he tino whakaraerae ki te poke.
Ko nga mea poke i te iti o nga wahanga mo te miriona - nga mea penei i te whanariki, te haukini, te waro monoxide ranei - ka paitini te whakakini. Ko tenei tukanga, e mohiotia ana ko te whakahekenga whakakōkī, ka whakaiti tonu i te pūtau wahie mahi me te roanga o te oranga. Mo tetahi rererangi, i te mea he mea nui te pono, ko te whakamahi i nga mea iti iho i te hauwai tino-teitei-te-ma-kore he whiringa. Koinei te take i whakatauhia e nga paerewa o te ao, penei i te ISO 14687, nga taumata parakore mo hinu hauwai. Ko te whakatutuki i enei paerewa me whai tikanga whakangao me nga tikanga purenga.
I konei ka noho te tohungatanga o te kaiwhakarato hei tohu hoko matua. I nga wa katoa ka whakanui ahau ki aku hoa ko te mana kounga ehara i te pouaka noa hei tirotiro; ko te turanga o to maatau pakihi. Mo te hunga e hiahia ana ki te tuku i te heke mai rererangi hauwai te maakete, te kaha ki te whakapumau me te whakamana i te ma o to hua kaore e taea te hoko. He tino pono tenei mo te rererangi hiko powered by liquid hauwai pūtau wahie, kei hea te katoa whakatere waka rererangi ka whakawhirinaki te punaha ki te kounga o te punaha wahie. Hei wheketere me nga raina whakaputa maha, kua whakatapua e matou nga tikanga ki te whakarite i nga waahanga katoa o a maatau Nga haurehu motuhake tino parakore ka tutuki, ka nui ake ranei i enei paerewa o te ao, me te pono o te aerospace nga tono a te waahanga.

He aha te ahua o nga hanganga hauwai e hiahiatia ana hei tautoko i tetahi waka o te ao?
He rererangi he wahanga anake o te wharite. Mo rererangi hauwai kia noho pono, he nui, puta noa i te ao hanganga hauwai me hanga. He wero tenei i runga i te rahi o te hanga taketake o te kupenga rererangi o te ao. Ko nga taunga rererangi me noho hei tari hiko, e kaha ana ki te whakaputa, ki te tango ranei, ki te penapena me te tohatoha i nga pukapuka nui. hauwai wai.
Kei roto i tenei ko te hanga nui-nui hauwai liquefaction nga tipu kei te taunga rererangi, kei te tata ranei. hauwai tangihanga katahi ka penapena ki roto i nga waka taika nui, kua whakatapua ki runga i te waahi. Mai i reira, ka hiahiatia he reanga hou o nga taraka whakakii hinu, punaha wai ranei, i hangaia mo nga wai tangihanga, hei mahi i ia tangata. rererangi. Ko te haumaru te kaupapa matua tuatahi. Ko nga hanganga katoa, mai i te hanga hauwai whare ki te pupuha e hono ana ki te pūnaha rererangi, me hangaia me nga waahanga haumaru nui hei hapai i tenei kaha wahie.
He nui te wero logistical, engari e tohu ana ano he huarahi pakihi nui. Me whakangao ki roto i nga paipa, nga kaipuke kawe cryogenic, me nga waahi rokiroki. Ko nga kamupene e tohunga ana ki nga taputapu cryogenic, penei i nga kaihanga o puoto hau wera iti, ka kite i te hiahia nui. Mo nga apiha hoko pera i a Mark, ko te tikanga ko te hanga hononga inaianei me nga kaiwhakarato e mohio ana ki nga uaua o enei mea e rua hauwai me te hauwai. Ko te whakapumau i tetahi waahi i roto i tenei mekameka tuku a meake nei ko te whakaaro mo te puunaha rauwiringa kaiao katoa, kaua ko te mea anake wahie ake.
Kua Riri koe mo te Whakawhiti ki te Hauwai i te Rangai Aerospace?
Ko te te whakawhiti ki te hauwai i roto i te rererangi kua kore te rangai i te patai "mehemea," engari "ahea." Kei te hanga te torohaki, na te hiahia o te taiao, te pehanga ture, me te auahatanga hangarau. Mo nga kaihautu pakihi, he waahi tenei. Ko te nekehanga ka hanga maakete hou ka tono tohungatanga hou. Ko nga kamupene ka taea te tuku pono ki te tino parakore hauwai, whakarato rongoā arorau, me te mohio ki nga tono kounga kaha o te aerospace ka tipu te rängai.
I te mea he tangata kua maha nga tau i roto i te umanga hau ahumahi, kua kite ahau i te hanga o nga hangarau hou hei rangatira hou. Ko nga kamupene ka angitu ko te hunga e tatari ana ki te whakarereke me te whakarite mo tera. Me timata ma te ako i a koe me to roopu hangarau hauwai. Kia mohio ki te rereketanga o pūtau wahie me te mura, me te mahi nui o te ma. Me timata ki te arotake i o hoa hoa mekameka tuku. Kei a raatau nga tohungatanga hangarau me nga tiwhikete kounga hei mahi i nga aerospace mākete? Ka taea e raatau te whakahaere i nga waahanga o te tuku hua penei hauwai wai?
He whakaari roa tenei. Ko te tuatahi nga rererangi e whakamahia ana e te hauwai wai i runga i te tauine arumoni kei te tata tonu ki te tekau tau. Engari kei te whakatakotohia te turanga i tenei ra. Kei te mahia nga rangahau, kei te hangaia nga tauira, kei te hangaia nga mekameka tuku. Ko te wa tenei ki te patai i nga patai tika me te whakanoho i to pakihi ki te waahi o te ma rererangi hurihanga. Ko te heke mai o te rere e rere ana, ka pera ano powered by hauwai.
Nga Taketake matua
- Hiahia Tere: Ko te ahumahi rererangi e kaha ana ki te rapu i tetahi momo rerekee kore-tuku ki te jet wahie, me hauwai wai ka puta mai hei kaitono matua mo te waa-waenga-roa rererangi.
- E rua nga ara ki te mana: Whakatairanga hauwai ka whakamahi i nga tikanga e rua: tika hauwai ngingiha i roto i nga miihini jet whakarereke me te tino pai pūtau wahie hauwai e whakaputa hiko.
- Ko te rokiroki te wero matua: Ko te arai miihini nui rawa atu ko te pupuri i nga mea nui, tangihanga hauwai wai i runga i te rererangi, e hiahia ana ki nga taika wahie nui, tino wetewetehia, ka puta ki nga mea hou hoahoa rererangi.
- Ko te Maama te mea nui: Mo pūtau hinu hauwai Ko nga punaha, ko te hauwai-nui-te-parakore ehara i te mea he hiahia noa—he whakaritenga hei aukati i te kino o nga whakakorikori tairongo.
- Ko te hangahanga te mea matua: Ko te whakawhiti angitu me hanga he hanganga ao nui mo hanga hauwai, te liquefaction, te rokiroki, me te whakakii i nga waka rererangi.
- Pakihi Faingamālie: Te neke ki rererangi hauwai he maha nga whai waahi mo nga umanga puta noa i te mekameka whakangao hau, mai i te whakaputanga ki nga miihini me te hanga taputapu.
