Návrh proudového motoru do 1 kN tahu s vodíkem jako palivem

Abstract

V této práci je čtenář obeznámen s historickým vývojem leteckých turbínových motorů využívajících vodík jako palivo. Je proveden výpočet tepelného oběhu malého motoru s tahem do 1 kN, jenž je v dnešní době využívaný pro balistické střely nebo cvičné drony. Na základě zadaných parametrů je vybrán typ kompresoru, a sice radiální. Výpočet parametrů radiálního kompresoru a jeho kontrola v software EES. Uvedení problematiky spalovacích komor pro letecké motory a výpočet bilance spalovací komory. Výpočet turbínové části motoru a návrh jejího lopatkování. Výpočet trysky pro expanzi do atmosféry a příslušný tah motoru. Porovnání dosavadních projektů zabývajících se vodíkovým pohonem v letectví s jejich konvenčním protějškem a porovnání jejich proveditelnosti vůči projektům, využívajícím jiných obnovitelných paliv.This thesis includes a brief history of jet engines using hydrogen as fuel. Calculation of thermodynamics of small engine with thrust up to 1 kN which is in modern day used in practice drones or ballistic missiles will be conducted. Given initial parameters compressor selected is of radial type. Calculation of radial compressor and its verification in EES software. Issue of combustion chambers is presented and calculation of chamber balance is carried out. Computation of turbine and blading layout. Proposal of jet for expansion into atmosphere and engine thrust. Comparison of contemporary projects researching hydrogen propulsion in aerospace with their conventional counterparts and assessing their feasibility compared to other types of renewable fuels.