وقود صناعي للطائرات من طراز E-Jet لسلاح الجو الأمريكي
الحداثة الرئيسية من Twelve هي مفاعل كهروكيميائي خاص. صورة ثابتة من الاثني عشر تجاريًا
يهتم سلاح الجو الأمريكي بتقنية الوقود الاصطناعي الجديدة E-Jet التي اقترحتها Twelve. يتم إنتاج هذا النوع من كيروسين الطائرات بدون استخدام المعادن ، وهو محايد للكربون ولا يتطلب سوى موارد متجددة. بالإضافة إلى ذلك ، تفتح التقنيات الجديدة الإمكانية النظرية لإنتاج الوقود في أي مكان في العالم ، مما يسهل إمداد القواعد البعيدة.
التكنولوجيا والبيئة
قامت شركة Twelve الأمريكية (المعروفة سابقًا باسم Opus 12) على مدار السنوات القليلة الماضية بدراسة إنتاج الوقود السائل الاصطناعي والبحث عن طرق للحصول عليه دون استخدام الموارد الأحفورية. في الوقت نفسه ، تم إيلاء اهتمام خاص لوقود الطائرات. لا يمكن التحول الكامل للطائرات والمروحيات إلى الدفع الكهربائي ، وبالتالي تحاول Twelve إيجاد حل مقبول.
تلقى المشروع الواعد دعمًا من سلاح الجو في شخص مكتب الطاقة التشغيلية (الطاقة التشغيلية للقوات الجوية). في العام الماضي ، أصبح معروفًا عن الانتهاء من العمل البحثي ، وبدأ إنتاج مصنع تجريبي لإنتاج الوقود. في المستقبل القريب ، تم التخطيط لتلقي الأحجام الأولى من الكيروسين الجديد.
تم الانتهاء من الاستعدادات لمثل هذه الاختبارات هذا الصيف ، وفي أغسطس أنتجت الوحدة الجزء الأول من وقود E-Jet الصديق للبيئة. يستمر النظام التجريبي في العمل كجزء من المرحلة الأولى من الاختبار ، والتي ستستمر حتى ديسمبر. نتيجة لذلك ، يريد سلاح الجو تلقي تقرير ضخم يعكس جميع جوانب التكنولوجيا الجديدة ، وقدراتها ، فضلاً عن احتمالات الانتشار الكامل في القوات.
المفاعل المفكك
عند تلقي نتائج إيجابية ، سينتقل مشروع E-Jet إلى مرحلة جديدة. سيتم تطوير مجمعات إنتاجية مناسبة للعمل الكامل وقادرة على إنتاج كميات كبيرة من الوقود. كما يتم النظر في إمكانية إنشاء مصانع وقود صغيرة لنشرها في المناطق النائية وتبسيط إمداداتها.
من الماء والهواء
كشفت اثنا عشر بالفعل عن الميزات الرئيسية لتقنيتها وأعلنت عن فوائدها. تعتمد طريقة إنتاجها على عملية Fischer-Tropsch المعروفة والمتقنة. في الوقت نفسه ، تم إدخال وسائل جديدة بشكل أساسي في خط الإنتاج ، مما أدى إلى توفير الفوائد البيئية.
تستخدم عملية Fischer-Tropsch ، التي تم تطويرها في ألمانيا في عشرينيات القرن الماضي ، المواد الخام الأحفورية مثل الفحم. منه الحصول على ما يسمى ب. غاز التوليف هو خليط من أول أكسيد الكربون والهيدروجين ، والذي تتم معالجته بعد ذلك في خليط من الهيدروكربونات والوقود السائل. هناك العديد من المتغيرات لهذه التقنية بميزات مختلفة ، وما زال بعضها قيد الاستخدام حتى اليوم. على سبيل المثال ، خلطات معتمدة من سلاح الجو الأمريكي من كيروسين الطيران "العادي" والاصطناعي بنسبة 50/50.
لقد وجد اثنا عشر طريقة للتخلص من الأحافير. للقيام بذلك ، يستخدم مشروعها مفاعلًا كهروكيميائيًا بتصميم أصلي يعتمد على محفز من تصميمها الخاص. يتم تحويل المواد الخام على شكل ثاني أكسيد الكربون من الهواء والماء إلى غاز تخليقي بمساعدة محفز وكهرباء. العمليات اللاحقة للحصول على الوقود السائل مماثلة للتقنيات الحالية.
قاذفات B-52H هي مقاتلات كيروسين حقيقية. تحتوي خزانات إحدى هذه الطائرات على 181 لترًا من الوقود.
يجب تحقيق النظافة البيئية للإنتاج من خلال استخدام الطاقة من محطات توليد الطاقة "الخضراء". يُقترح استخراج ثاني أكسيد الكربون الضروري ، وفي المستقبل ، الماء مباشرة من الهواء. والنتيجة هي بصمة كربونية قريبة من الصفر: عندما يتم حرق E-Jet ، يتم إطلاق الكربون المستخرج سابقًا منها في الغلاف الجوي.
لم يتم تحديد أحجام إنتاج المصنع التجريبي. ومع ذلك ، فمن الواضح أن "خط إنتاج" المختبر لا يمكن أن يغطي احتياجات حتى طائرة فردية ، ناهيك عن تقسيمات كاملة. ومع ذلك ، من المخطط في المستقبل الوصول إلى مستوى جديد يلبي احتياجات المستهلكين. بالإضافة إلى ذلك ، فإن التكنولوجيا المقترحة تجعل من الممكن الحصول عليها ليس فقط طيران الكيروسين ، ولكن أيضًا أنواع الوقود الأخرى.
المهام المراد حلها
تعمل Twelve على تعزيز تطويرها كطريقة مربحة لتقليل التأثير السلبي للطيران على البيئة. يعتزم سلاح الجو الأمريكي أيضًا الاهتمام بالبيئة ، لكنهم مهتمون أيضًا بالميزات الأخرى للطائرة E-Jet. ينجذب الجيش بشكل متوقع إلى المدخرات المحتملة وتبسيط الخدمات اللوجستية.
تعتمد القوات الجوية الأمريكية بشكل حاسم على إمدادات الوقود. يتم توفيرها من خلال نظام نقل معقد ، بما في ذلك الناقلات والناقلات وما إلى ذلك. بمساعدتها ، يتم تنفيذ إمداد مستمر لمجموعة كاملة من الوقود ومواد التشحيم لجميع الأجزاء والقواعد. ومع ذلك ، في أي نزاع ، يمكن أن يصبح أي عنصر من هذا النظام هدفًا لضربة العدو ، والتي سيكون لها عواقب وخيمة على القوات.
طائرة ناقلة من طراز KC-10 تنقل الوقود إلى قاذفة B-2
يتوقع البنتاغون أنه في المستقبل ، سيكون بمقدور اثني عشر مقاولًا أو مقاولًا آخر إنشاء نظام متنقل لإنتاج الوقود الاصطناعي - الكيروسين والبنزين وما إلى ذلك. من خلال نشره في قاعدة بعيدة ، سيكون من الممكن تقليل أو حتى إلغاء الحاجة إلى جلب الوقود من الخارج. سيؤدي ذلك إلى تقليل المخاطر والخسائر ، وكذلك تقليل تكلفة الشحنات المتبقية.
مسألة تكلفة الوقود وتسليمه لها أهمية خاصة بالنسبة لسلاح الجو. في كل عام ، يقوم الطيران بمئات الآلاف من الطلعات الجوية التي تستهلك ملايين الأمتار المكعبة من الوقود. على سبيل المثال ، في عام 2019 ، أنفقت أكثر من 800 ألف طلعة جوية تقريبًا. 7,6 مليون متر مكعب من الكيروسين. يتم تخصيص عدة مليارات من الدولارات سنويًا لوقود الطائرات وحده.
إن أي تطورات جديدة يمكن أن تقلل من تكلفة الوقود أو تقلل من تكلفة النقل لها أهمية كبيرة للبنتاغون. يبقى أن نرى ما إذا كان الكيروسين الاصطناعي الخاص بشركة E-Jet رخيصًا بما يكفي لمنافسة "الأحفورة". لكن القدرة على إنتاج الوقود في أي مكان يمكن أن تبسط الخدمات اللوجستية ، والتي ستكون أيضًا ميزة مهمة.
التحديات التكنولوجية
مع كل الفوائد المتوقعة ، فإن التكنولوجيا الجديدة من Twelve ليست ناضجة وليست جاهزة للتنفيذ الكامل. علاوة على ذلك ، حتى الانتهاء من المرحلة الأولى من المشروع والاختبار ، سيكون من المستحيل التحدث عن آفاقه الحقيقية. ومع ذلك ، فمن الواضح بالفعل المهام التي يتعين على المطورين حلها حتى يتجاوز المشروع المختبر.
التزود بالوقود الجوي لأحدث مقاتلة من طراز F-15EX
بادئ ذي بدء ، من الضروري تطوير وحدة إنتاج وقود كاملة ، تتوافق خصائصها مع التشغيل العملي لصالح المستهلكين الحقيقيين. يجب أن تظهر أداءً عاليًا بدرجة كافية ، ولكن في نفس الوقت تستهلك قدرًا معقولًا من الموارد والطاقة.
يعد إنشاء مصنع متنقل للنشر في المواقع البعيدة مهمة صعبة بشكل خاص. لذلك ، يحتاج التثبيت إلى وسائل إمدادات الطاقة وإمدادات المياه. قد لا تتوفر البنية التحتية اللازمة في الموقع الذي يتم نشرها فيه ، وبالتالي من الضروري توفير أنظمتها الخاصة. بطبيعة الحال ، لا ينبغي أن يحتاجوا إلى توفير الوقود ، وإلا فإن إنتاج E-Jet يفقد معناه. ربما ، بالتوازي مع محطات الوقود الصغيرة ، سيتم تطوير محطات طاقة مدمجة ، مثل تلك النووية.
في الوقت الحالي ، لا يمكن استبعاد أن شركة Twelve ستواجه التحديات التقنية وتؤسس مصنعًا واسع النطاق لإنتاج نوع جديد من وقود الطائرات. ومع ذلك ، فإن المشروع معقد للغاية ، مما قد يجعل المنتج النهائي باهظ التكلفة. في هذه الحالة ، سيفقد البنتاغون اهتمامه بمشروع E-Jet أو ينقله إلى موقع تطوير مع التركيز على المستقبل البعيد.
بناءً على نتائج الاختبار ...
يهتم البنتاغون بجدية بالطرق البديلة لإنتاج الوقود السائل ويدعم أحد أكثر المشاريع إثارة للاهتمام في هذا الاتجاه. يتم التحدث بصراحة عن أهداف هذا العمل: يريد سلاح الجو تقليل المخاطر اللوجستية ، وكذلك تقليل التأثير السلبي على البيئة.
ومع ذلك ، فإن آفاق مشروع E-Jet لا تزال غير مؤكدة ، ولن يظهر بعض الوضوح إلا في نهاية هذا العام. سيتمكن العميل بعد ذلك من تقييم أداء المصنع التجريبي لإنتاج الوقود وتحديد ما إذا كان سيستمر في العمل أم لا. من الواضح أن مصير المشروع الجديد يعتمد على الخصائص التقنية والاقتصادية. إذا كانت غير كافية ، فلن يساعد أي قدر من الخطاب البيئي المشروع.
معلومات