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Le Lockheed CL-400 Suntan

V. La production de l'hydrogène

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I. Présentation

II. Introduction

III. Les premiers contrats d'études
IV. Le CL-400
V. La production de l'hydrogène
VI. Réservoirs et systèmes
VII. L'hydrogène carburant
VIII. Premiers moteurs à hydrogène
IX. Le P&W J-57 à hydrogène
X. Le P&W model 304
XI. Les essais du P&W 304
XII. Les usines d'hydrogène
XIII. La fin du CL-400
XIV. L'héritage du CL-400
XV. Bibliographie
 

Clarence Kelly Johnson était préoccupé par la production de l'hydrogène liquide,qui devait être produit et expédié en quantité et être manipulé comme du carburant. Le 16 mars 1956, lui et son personnel rencontrait des représentants de J.H. Pomeroy & Company de Los Angeles, une société d'ingénierie. Johnson voulait que Pomeroy étudie l'ingénierie et le coût de production de l'hydrogène, et il était intéressé par trois taux de production-45 000, 135 000, et 225 000 kilogrammes par jour. Il voulait que l'emplacement des installations fût dans la vallée d'antilope en Californie. Pomeroy a accepté d'entreprendre l'étude, et dix jours plus tard Johnson leur a envoyé une lettre d'intention avec les règles de base. 12

Au départ du projet, Johnson a affecté à un de ses collaborateur, Ben Rich, un expert en matière de thermodynamique et de transfert thermique, les responsabilités de la propulsion et de la manipulation de l'hydrogène. Rich, qui en savait alors peu au sujet de l'hydrogène liquide, contatait dans les publications de l'époque que l'hydrogène liquide était un fluide impraticable et seulement une curiosité de laboratoire. Il devait comprendre pourquoi dans ses visites ultérieures aux laboratoires et aux sociétés travaillant avec de l'hydrogène liquide.

Parmi ceux contactés il y avait le professeur William Giauque, université de Californie de Berkeley, et Russell B. Scott au laboratoire cryogénique du bureau des normes à Boulder. Rich contata que l'hydrogène liquide était la plupart du temps aux mains des scientifiques très habiles, et peu d'entre eux appréhendait les problèmes pratiques d'adaptation de l'hydrogène liquide à l'utilisation courante comme carburant d'avion.

Dans cette application aéronautique, la température d' ébullition de l'hydrogène liquide, 20,3 K, était guère compatible avec la température de friction du revètement des avions vers Mach 2,5, environ 670 K. Les méthodes terre à terre de conception et de construction employées étaient généralement peu compatible avec l'hydrogène liquide .

Rich contata qu'il pensait à des quantités bien plus grandes d'hydrogène liquide que d'autres. Toutes ces considérations ont rendu évident que le personnel des Skunk Work devait apprendre comment manipuler l'hydrogène liquide. Ceci a exigé un service d'essai de l'hydrogène liquide. Pendant la deuxième guerre mondiale, un bunker avait été construit à côté des Skunk Work, et il a été choisi comme site du service hydrogène. Ce bunker a été nommé " fort Robertson " d'après l'homme qui était responsable des essai.

Un cryostat de Collins, capable de produire neuf litres d'hydrogène liquide par heure, a été installé pour tester des matériaux, des roulements, des joints, et de petits composants. Quand de plus grandes quantités étaient nécessaires pour les essais de réservoir, de l'hydrogène liquide a été obtenu au laboratoire cryogénique de Boulder et entreposé en vase Dewar de 2200 litres construit par l'US Air Force pour le programme des bombes à hydrogène. Les Skunk Work se sont également appuyé fortement sur les experts du laboratoire cryogénique du NBS, en particulier Russell Scott, considéré comme " M. Hydrogène"

Le 1er octobre 1956, J.H. Pomeroy & Company rend un rapport sur les usines de liquéfaction d'hydrogène et cite 52 références. 13 une usine entière étaient projeté, du gaz naturel entrant pour produire l'hydrogène gazeux. Une usine de 45 000 kilogrammes de capacité par jour de la taille de l'installation de Boulder a été étudiée en détail, qui a eu la plus grande capacité des États-Unis. Pomeroy a estimé les 45 000 kilogrammes de capacité par jour être le maximum possible. Le coût de construction a été estimé à $45 millions et les frais d'exploitation à $0,386 par kilogramme. Des million de mètres cubes de gaz naturel par jour seraient exigés. *

CH4 + H20 (vapeur) - > 3 H2 + CO ou

CO + H2O (vapeur) - > H2 + CO2
 
* les sous-produits seraient lancés sur le marché pour réduire le coût.

Sources :

Cette série d'article est la traduction par mes soins d'un article plus général (et très intéressant) de la NASA sur l'emploi de l'hydrogène comme carburant :

LIQUID HYDROGEN AS A PROPULSION FUEL,1945-1959

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