В России разработали концепцию криогенного самолета

Центральный аэрогидродинамический институт имени Жуковского предложил концепцию нового пассажирского самолета на криогенном водородном топливе. Как пишет Aviation Week, концепция предусматривает разработку широкофюзеляжного лайнера с верхней установкой топливных баков внутри корпуса. Лайнер, если разработка будет завершена, сможет перевозить от 200 до 230 пассажиров.

Проекты перевода самолетов на водородное топливо разрабатывались и раньше. Благодаря жидкому водороду планировалось повысить экологичность самолетов. Кроме того, смесь жидкого водорода с воздухом дает высокоэнергетическую топливную смесь с лучшими характеристиками чем у обычной керосиново-воздушной смеси. Благодаря этому качеству водородного топлива потребуется меньше.

Тем не менее, проекты водородных самолетов до конца не были доведены. Дело в том, что для сохранения дальности полета самолета необходимо много жидкого водорода, для которого нужны топливные баки большого объема. Такие баки можно установить внутри фюзеляжа для сохранения аэродинамики самолета, но в ущерб числу посадочных мест для пассажиров.

Без сокращения числа мест для пассажиров топливный бак большого объема можно разместить на внешней подвеске или внутри увеличенного фюзеляжа. Это приводит к увеличению максимальной взлетной массы и лобового сопротивления самолета, что полностью нивелирует выгоду от использования криогенного водородного топлива.

Концепция, предложенная ЦАГИ, предполагает создание пассажирского самолета с двухэтажным фюзеляжем, внутри которого на первом этаже будут установлены кресла для пассажиров, а на втором — топливные баки с жидким водородом. Лайнер планируется оснастить Т-образным хвостовым оперением, которое не будет затеняться набегающим потоком воздуха от «горба» на фюзеляже.

Для того, чтобы убрать негативное влияние увеличенного лобового сопротивления, ЦАГИ совместно с Центральным институтом авиационного моторостроения имени Баранова предложил установить в хвостовой части вентиляторные двигатели с ультравысокой степенью двухконтурности, вентиляторы которых вращаются в противоположные стороны.

Эти хвостовые двигатели будут захватывать медленный пограничный слой, текущий по поверхности фюзеляжа. Предполагается, что это будет приводить к образованию зон турбулентности и ускорению течения пограничного слоя в передней части фюзеляжа, а значит снижать лобовое сопротивление.

На водородный самолет планируется установить электрические вентиляторные двигатели, за питание которых будет отвечать водородная топливная ячейка в хвостовой части.

Первый пассажирский самолет на криогенном водородном топливе разрабатывался в СССР в первой половине 1980-х годов на базе обычного пассажирского лайнера Ту-154. Разработчики модифицировали этот трехдвигательный самолет, смонтировав на него вместо одной обычной силовой установки новую водородную.

Модифицированный самолет получил обозначение Ту-155. На него был установлен турбореактивный двухконтурный двигатель НК-88, созданный на базе обычного серийного НК-8-2. Для работы силовой установки необходим был жидкий водород, охлажденный до температуры в минус 253 градуса Цельсия.

Ту-155 выполнил около ста испытательных полетов, включая два продолжительных международных перелета. Из ста полетов пять были осуществлены полностью на водородном топливе. В 1989 году Ту-155 оснастили модифицированным двигателем НК-88 — НК-89. Эта силовая установка могла работать на сжиженном природном газе. В начале 1990-х годов проект Ту-155 закрыли.