Spalovací motory bez emisí

Dosáhli toho jiným uspořádáním vstřikování paliva a vzduchu. Nové zařízení je přitom jednodušší a výrobně levnější než dosavadní spalovací komory. Dá se proto využít nejen v letadlech, ale třeba i pro vytápění a výrobu elektřiny v rodinných domcích (tzv. decentralizovaná energetika).

"I navzdory novým zdrojům energie se patrně nikdy neobejdeme bez spalování pohonných hmot - především při pohonu letadel, ale nejspíš ani v generátorech elektráren," tvrdí vedoucí projektu doktor Ben Zinn z Guggenheimovy školy aerokosmického inženýrství při Georgia Tech. "Konstruktérská komunita proto už léta usilovně pracuje na vývoji zařízení, v němž by palivo shořelo bez jakýchkoliv nebezpečných zplodin. My jsme nyní vyvinuli spalovací komoru, která to umí a navíc je neuvěřitelně jednoduchá a levná."

Zinn vychází ze skutečnosti, že pro pohon letadel a elektrických generátorů stále neexistuje vhodnější motor než spalovací turbína. I kdyby byly vyvinuty technologie využívající alternativní paliva (vodík, metan, biolíh a podobně), stejně by turbíny při dnešním uspořádání vypouštěly nebezpečné oxidy vznikající z dusíku obsaženého ve vzduchu. V případě paliv biologického původu se k tomu připojuje ještě oxid uhelnatý z nedokonale spálených uhlovodíků.

Srovnání nového zařízení (vpravo) s konstrukcí klasické spalovací komory (vlevo)|foto: Georgia Tech

V klasických spalovacích komorách se palivo se vzduchem mísí ještě před vstřikem do spalovací komory, kde pak hoří při vysokých teplotách. To vede jak je vzniku oxidů dusíku, tak k nedokonalému shoření paliva v některých provozních režimech. Spalovací komory, které by tento problém řešily, sice už v prototypech existují, jsou však konstrukčně složité a drahé. Odborníci z Georgia Tech proto navrhli zařízení s názvem Stagnation Point Reverse Flow Combustor, v němž se složky směsi vstřikují do spalovací komory odděleně a hoří tam při relativně nízké teplotě. Díky tomu je možné dokonale kontrolovat průběh spalování v nejrůznějších provozních režimech tak, aby nevznikaly škodlivé emise. "Chtěli jsme dosáhnout čistého hoření při nízké teplotě v podmínkách spalování velkého množství paliva v malém prostoru," uvedl dr. Zinn.

Projekt podporovaný kosmickou agenturou NASA je určen především pro vývoj leteckých motorů s ekologickým provozem. Podle autorů je však jejich spalovací komora snadno adaptovatelná pro celou řadu dalších průmyslových využití, od turbín velkých elektráren až po malé jednotky, které by vyhřívaly rodinné domky a současně je zásobovaly elektřinou.

Výzkumníci Ben Zinn (vlevo) a Yeddidia Neumeierová z Geogia Tech na zrcátku vloženém do proudu spalin demonstrují ekologický chod spalovací komory|foto: Georgia Tech