Госкорпорация «Ростех» взялась за новый проект — разработку авиадвигателей и энергоустановок наземного применения на водородном топливе. О старте программы Ростех объявил на Международном авиационно-космическом салоне (МАКС-2021) в подмосковном Жуковском.
Летом 2021 года «Объединённая двигателестроительная корпорация» (ОДК) (входит в Ростех) сформировала рабочую группу проекта и начала опытно-конструкторские работы. Сообщается, что работы по разработке энергетических установок будут вестись совместно с научными и отраслевыми институтами, а также с организациями, у которых есть практический опыт использования водородного топлива.
Новое производство запускают с благими мотивами — для снижения углеродного следа в авиации и нефтегазовой отрасли. «Для снижения углеродного следа в авиации и нефтегазовой отрасли применение водородного топлива является одним из наиболее перспективных направлений. Мы рассматриваем две основные технологии: непосредственное сжигание водородного топлива в модифицированных газовых турбинах и электрохимическое преобразование топлива в электрическую энергию с использованием топливных элементов», – сообщил генеральный конструктор ОДК Юрий Шмотин.
При этом пока не известно, какого класса будет двигатель, для каких приводов турбин или компрессоров разрабатывается. У сторонних наблюдателей есть большой скепсис относительно практического применения научных изысканий Ростеха. Также высказывает мнение, что проект Ростеха будет базировать на советских разработках.
Советский опыт первопроходцев
Работы по созданию авиадвигателя на водородном топливе начались еще в 1970-е годы. Советский союз — первая страна в мире, которая использовала водород как топливо в авиации. Водородное топливо применили на самолёте Ту-155 — летающей лаборатории, созданной на базе самолёта Ту-154 для лётных исследований двигателей с использованием криогенного топлива.
У Ту-155 было три двигателя — два работали на керосине, другой на жидком водороде или природном газе, он устанавливался вместо правого штатного двигателя. Свой первый полёт самолёт совершил 15 апреля 1988 года. После многочисленных исследований и экспериментов от самолёта отказались. Вердикт — экологичность (хотя и не абсолютная) водородного топлива не покрывает тех рисков, которые возникают при его использовании.
Проект гражданских самолетов на водородном топливе есть у Airbus — он называется «ZERОе». Осенью 2020 года стало известно, что компания проектирует сразу три варианта пассажирского самолета с водородным двигателем и надеется совершить первый коммерческий полёт в 2035 году.
В Германии есть Национальная водородная программа стоимостью 9 миллиардов евро, которая предполагает плавный переход сначала к синтетической авиации — на смеси керосина и водорода, а затем и на чистый водород. Не забываем, что страны европейкого континента преисполнены намерением к 2050 году достичь нулевых выбросов углекислого газа и «стереть» свой углеродный след.
Взрывоопасное и тяжёлое в эксплуатации топливо
Проекты применения водорода в авиации нельзя назвать полностью экологически безопасными. Негативное воздействие на окружающую среду все-таки есть. В продуктах сгорания смеси воздуха и водорода есть оксиды азота.
Но всё-таки водородная энергетика в настоящий момент считается одним из перспективных направлений развития двигателестроения. Существуют два варианта использования водорода: сжигание газа в двигателе и создание топливных элементов, где водород реагирует с кислородом с образованием электрической энергии, выбрасывая в воздух лишь водяной пар.
Для коммерческой эксплуатации водородных авиадвигателей потребуется сопутствующая инфраструктура, его хранение и транспортировка достаточно трудны. В частности, водород нужно доставить до аэропортов. Большой нюанс — водород на борту самолета занимает больше места, чем керосин. Соответственно, снижается полезная нагрузка.
Самый главный недостаток водорода — то, что он взрывоопасен. Любая утечка водорода в смеси с воздухом — и образуется горючий газ. Если керосин в какой-то аварийной ситуации просто выгорает, то водород взрывается, фактически превращая самолет в водородную бомбу, которая не оставляет никому вокруг шансов на спасение. Поэтому эксплуатация такого топлива требует повышенных мер безопасности.
