英国の産業エンジニアリング会社ロールス・ロイスは、航空機の離陸に必要な仕様に合わせて水素を燃焼させることができる新しい燃料ノズルとその他のコンポーネントを開発しました。試験対象は、ガルフストリームに動力を供給するパール 700 ターボファン エンジンの燃焼器でした。このエンジンはガルフストリームの G700 ジェットに動力を供給しており、標準モデルでは 18,000 ポンドを超える推力を生み出すことができます。
ロールス・ロイスは、パール 700 エンジンのバーナーの水素燃焼試験をドイツで実施し、バーナーが動作し、試験によって生成された排出ガスも予想どおりであったため、試験は非常に成功したと報告しました。
ロケット エンジンと同様、航空機に動力を供給するエンジンには、さまざまな推力と飛行プロファイルがあります。航空機の翼の下に飛行を可能にする十分な空気の流れを確保するために十分な出力を生成する必要があるため、エンジン出力は通常、離陸時に最大になります。離陸後、エンジンの推力は燃料消費量と航空機の速度に基づいて調整されます。その後、着陸時には、正しい降下速度を維持するためにエンジンが再びブーストされ、航空機が滑走路と一直線に保たれ、必要に応じてパイロットが確実に操縦できるよう十分な余裕が与えられます。
当然のことながら、これは離着陸時にエンジンの内部コンポーネントに大きなストレスがかかることを意味します。それらのコンポーネントの 1 つは、数千ポンドの推力を生み出す航空機エンジンの心臓部である燃焼器です。名前が示すように、航空機の燃料は燃焼器で燃焼され、生成されたエネルギーはエンジンのタービンを駆動して、推力と揚力を維持するのに十分な空気流を確保します。
バーナー内の重要なコンポーネントはノズルです。ロケット エンジンにも見られるノズルは、燃焼器に燃料を供給する役割を担っており、燃焼器内の極端な力に耐えるように設計する必要があります。したがって、ノズルはエンジンに動力を供給する燃料を念頭に置いて設計されています。水素試験のために、ロールス・ロイスは水素専用の新しいノズルを設計しました。
NASAが今年初めにアルテミス1号の飛行中に発見したように、水素は処理が最も難しい燃料の1つです。しかし、水素を燃やしても温室効果ガスが大気中に放出されず、この燃料はエンジンに大きな出力上の利点ももたらします。ロールス・ロイスによると、水素は灯油よりも高い温度で燃焼するため、テストに使用される先進的な水素燃料ノズルは灯油ノズルよりも高い燃焼温度に耐える必要がある。また、水素と空気を混合することでバーナー内の炎を制御し、バーナーの燃焼方法を制御することもできます。
水素ノズルは、離陸条件をシミュレートする全圧試験の前に、英国のラフバラー大学とケルンのドイツ航空宇宙センターでも試験されました。最新の試験は航空宇宙センターでも行われ、ロールスロイスは水素の可燃性とジェット飛行への適合性に関するデータ収集を許可したと述べた。