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目前,大部分飛機使用航空煤油。雖然航空煤油比汽車用的汽油重,但卻比柴油輕,并且是為飛行的極端環(huán)境研制的,不過它終究還是利用石油生產的。同汽油一樣,航空煤油價格也隨飆升的石油價格猛漲,使航空公司不堪重負,成為美國一些大型航空公司紛紛陷入破產境地的重要因素。 面對油價不斷攀升甚至石油枯竭的困境,美國航空公司甚至政府都不得不行動起來,尋找航空燃料的替代能源,以降低飛行成本,保證人類能在石油枯竭時有“油”可用。物柴油可從大豆、玉米和其他農作物中提取,是目前汽車最實用的汽油替代者,今天的一些轎車和卡車已經在使用這種柴油。更讓人興奮的是,生物柴油已開始在全世界大規(guī)模推廣,在巴西等國已經取得了巨大成功。因此,生物柴油也將成為飛機替代能源的一個主要選擇。
但生物柴油的一大問題是,它在比航空煤油高得多的溫度下就會凝固,對于在35000英尺高空飛行的飛機來說,這無疑是致命問題。如何使生物柴油在飛行環(huán)境中不凝固,正成為科學家需要解決的課題。
不過即使能夠找到成功的方法,生產供應也是另外一個大問題。有科學家提出,美國的土地不可能同時生產出足夠的糧食和供飛機使用的生物燃油原料。
經濟性也是航空用生物柴油面臨的另一個問題。美國農業(yè)部一位專門從事航空用生物柴油研究的專家表示,只有航空用生物柴油變得更便宜時,航空公司才會感興趣。他說:“現在的問題是經濟性。即使今天石油的價格在不斷攀升,航空生物柴油與之相比,在經濟上也是不劃算的,它的生產成本過于昂貴!
那么,氫能可以成為第二個替代者嗎?
科學家考慮已久的另一種方法,是能否讓飛機利用氫能飛行。普通人也許會認為,氫在飛機上容易-,但經過科學家?guī)资甑难芯,現在這已經不再是個問題了。
飛機使用氫能的好處是現有飛機發(fā)動機不需做太大改動,但問題是如何把它貯存在飛機上。液氫的存貯溫度是零下424華氏度,雖然它質量上更輕一些,但使用時要比傳統航空燃料所占的空間更多。飛機要使用氫能就不得不改進現有的結構設計,專門開辟出貯存它的地方。另外,現在生產氫能的成本也非常高。
氫作為燃料的一個好處是清潔燃燒。氫燃燒后只產生水,汽車使用氫作為燃料可以解決尾氣污染問題。但對于飛機來說,氫燃料會帶來另一個令人擔心的問題:由氫能源驅動的高密度飛行的大量飛機會不會成為播云機器?這會給大氣帶來什么樣的新影響?波音公司環(huán)境部門負責人比利•格勞沃表示:“高層空氣的運動特性非常復雜,在沒有搞清利弊的情況下就使用氫燃料肯定不是個好方法!
另一種現在已經少量使用的航空煤油的替代品,是使用一種用煤、石油和天然氣混合制成的合成燃料,它的性能與傳統航空燃料一樣。美國空軍目前正在進行一系列試驗,來驗證這種燃料的性能。另外,合成燃料也將可以用于美國正在研制的超高效航空發(fā)動機。
美國開發(fā)合成燃料的一個優(yōu)勢是它有著豐富的煤與天然氣貯量。美國NASA格林研究中心燃燒部主任李其明(音譯)表示,攀升的油價意味著合成燃料將是一個經濟的替代品,但格勞沃表示,生產合成燃料需要使用比生產傳統燃料更多的資源。
與尋找汽車的替代能源相比,科學家研制飛機的替代能源要面對更大的障礙,其中不但有生產、運輸的困難,還有像在極冷環(huán)境下如何大量使用替代燃料等問題。至少在現在,替代能源的成本要遠遠高于傳統能源,但不斷攀升的石油價格增加了人們開發(fā)飛機替代能源的興趣。一些研究人員希望他們的努力將來能有回報,而波音公司更表示,尋找替代能源不僅僅是針對飆升的油價,而是“要確保將來有能源可用”。
雖然現在為飛機研制替代燃料的工作只處于起步階段,但某些特種飛機上替代燃料的使用已指日可待。如維朗蒙特航空公司已經研制并試飛成功了太陽能飛機,可惜它的模型機由于結構問題后來在試飛中墜毀。
與替代能源相比,近期人們關注的焦點是如何使傳統飛機燃油更加經濟。波音公司表示,它將于2008年投入使用的波音787飛機,人均燃油效率將相當于一輛混合動力汽車搭載兩名乘客時的狀況。比利•格勞沃說:“我們爭取制造出具有 燃油效率的飛機,這樣,我們就可以用最少的燃料來滿足飛行需求。”
回答:2008-01-15 18:37
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