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揭秘美战机的绿色能源征程:生物燃料摆脱石油(图)

www.sinoca.com 2011-06-21  网易军事



  

  2010年1月6日,美国空军第380远征勤务准备中队的油料技术人员正在检测油罐车中航空油料的质量。美国民间公司的研究已经让美国空军产生了浓厚兴趣,这也将从另一方向推动生物燃料发展。

  普惠公司对生物燃料的研究

  如果说,近来合成燃料技术的发展都是缘于美国空军的推动,显然不大负责。事实上一些商业公司也做出了不小的贡献,著名的普惠公司先进发动机项目部主任吉米・李德就说,普惠公司积极支持美国空军的做法。他指出,过去10到15年间商业公司已经进行了大量的基础研究,主要集中在航空领域使用合成燃料的可能性方面,某些方面取得了突出进展。

  “15年来我们一直把煤炭和天然气视为燃料来源,但今天我们关注的是生物燃料技术。利用这种技术,你几乎可以用任何含有碳和氢的化合物制造出航空燃料。”李德同时也表示,利用煤炭、天然气或生物制取航空燃料的方法也存在固有的问题。例如,目前的石油基燃料中含有的芳香族化合物可以帮助燃油系统中的密封件膨胀,进而实现更好的密封效果,防止航空燃油泄漏。而合成燃料中则没有这样的芳香族,需要添加剂来实现这种效果。“解决这一问题需要时间”。

  改善发动机效率的洗涤技术

  除了生物合成燃料,另一个引起美军兴趣的改善发动机效率的商业技术。李德特别提到普惠公司的发动机洗涤技术,宣称该技术可以将燃油消耗率降低1.2%。2008年普惠公司为客户进行了3888次洗涤服务,据称节约燃油总值7300万美元,为此减少的碳排放量为5.33亿磅――相当于26675辆轿车,116000人或4100万株树的含碳量。洛克希德-马丁公司也一直从事合成天然气的研究,该公司合成燃料项目部经理怀特解释说。“我们的技术研究主要集中在气化方面”。事实上这项技术可以将任何垃圾、木本生物以及非粮食作物加工成合成气体,而这种气体最后又被转化为汽油、柴油、JP5或JP8等液态航空燃料。“我们需要利用当地的生物材料,包括垃圾――现在我们只是在焚烧它们,但新技术甚至可以让蛋糕包装塑料纸之类的东西实现气化。”

  如果这些技术能够实现,得到满足的不仅是美国空军在合成燃料方面的需求,各个军事基地制造的大量垃圾的处理问题也都有了答案。“只要开发出相应的技术,你甚至可以让所有含碳材料完成气化。这方面的技术有些可以用来处理大量的固体垃圾,有些经过改进可以用于木本植物或者能量原料……这是一个爆炸式膨胀的市场。经济危机最终会被时间淹没,就像是硕大雷达屏幕上微笑的亮点儿。来自社会私人和政府军界的大量研究资金,就是最好的刺激。我们看到的一切,都还只是开始。”

  

  2010年4月22日,使用50/50比例混合合成燃料的海军F/A-18F“绿色大黄蜂”战斗机实现了超声速飞行。该机的垂尾上带有特殊的绿色条纹,机头部位带有海军部能源安全徽志。


  “绿色大黄蜂”成功测试生物燃料

  2010年4月22日,马里兰州帕托克森河海军航空站。一架F/A-18F双座战斗机启动、滑行,接着麻利地拉起升空,开始一次45分钟的盘旋飞行。在许多海军军官眼里,这个时刻意义非常:这架绰号为“绿色大黄蜂”的F/A-18F使用的燃料,并非平常的航空燃油,而是添加了50%亚麻荠基合成油料的混合物。美国海军航空兵希望这次试验能够证明,混合替代燃料完全可以和标准的JP-5航空燃油一样发挥作用。、

  试验飞行中“绿色大黄蜂”由一架使用常规燃料的飞机伴飞,通过网络视频,美国海军部长马布斯等一些海军高官全程观看了整个试验。“替代燃料测试计划是一个重要的里程碑,它标志着美国海军和海军陆战队在生物燃料的认证和使用上取得了重大进步。”马布斯说。“美国海军非常有必要减少对进口油料的依赖,同时保护我们的环境。我们的海军,和美国工业以及其他军种一起,率先采用替代能源。”

  试飞“绿色大黄蜂”的海军飞行员在着陆后表示,飞机的飞行表现和预期的一样,替代燃料工作状态良好,操纵性能也没有异常。据透露,接下来美国海军航空兵还将继续试验,目的是确认新型替代燃料在超级大黄蜂整个飞行包线范围内对其发动机性能的发挥都没有影响,在亚音速和超音速情况下,都能保证发动机完全正常工作。

  先前的测试已经证明,生物燃料没有造成发动机性能的变化,其实际效能和使用常规燃料时完全相同。按照计划,海军还要进行14次飞行试验,针对生物燃料的测试内容还将从航空喷气发动机扩展到目前驱动美国大多数水面战舰和海军陆战队地面作战车辆的汽轮机上。

  1964年6月30日,由“企业”号航母等三艘核战舰组成的世界首支全核动力舰队出发进行环球航行。如今为了摆脱对石油的依赖,美国海军制订了大绿舰队的终极目标,这中的关键就是舰载机的能源“绿化”。

  “大绿舰队”:海军的终极目标

  眼下生物合成燃料的价格并不便宜:2009年9月国防能源支援中心花费了270万美元,用于购买40000加仑亚麻荠基生物燃料,每加仑生物燃料的价格接近67.5美元,而目前的JP-5标准燃料价格每加仑才2.94美元。当下高昂的成本,可能随着技术进步而快速下降。

  美国海军战斗序列中已没有常规动力航母,航母全部采用核动力,几乎具备无限航行能力。但航母舰载机却仍然需要航空油料,航母战斗群中的巡洋舰、驱逐舰、补给船等水面舰艇也要依靠石油燃料。这样一来,航母战斗群的实际作战能力仍然存在一个“石油瓶颈”。

  美国海军未来的理想能源蓝图是让全部航母和护航潜艇将采用核动力,其他水面舰艇和作战飞机则使用生物合成燃料。马布斯曾提出过一个颇为豪迈的计划――到2016年建成一支“大绿舰队”,即一个完全不依赖石油燃料的航空母舰打击群。如今,作为航母战斗力释放途径的舰载机,已经在逐渐和生物合成燃料接口,“大绿舰队”还会太遥远么?

  

  目前世界市场上相对便宜的石油产品仍然存在,而另一方面,对于美英等军事大国,替代能源的急迫性显然不能与目前反恐战争相比。眼下美国控制的能源渠道尚未枯竭,价格波动最多造成军费水平的浮动,所谓环境问题也不应该是军方优先考虑的要务。

  美军决策的真正大背景是,中国和印度等发展中国家,以及以及非洲急迫的发展态势,可能刺激能源紧张程度加剧,导致能源供求关系发生变化,甚至增加美国的政治和国际关系压力。如果美国未来没有替代能源方面的准备,将变得非常被动。从这个角度说,替代能源战略的高度,比单一的新技术装备更高。加拿大华人网 http://www.sinoca.com/


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