Возможное решение было известно уже достаточно давно - проекты использования в качестве топлива для авиационных двигателей водорода или метана существовали задолго до 1973 года, но серьёзного внимания им не уделяли из-за малой цены на обычный авиационный керосин. Теперь же это решение наконец стало экономически востребовано. С весны 1973 были начаты работы по созданию водородных и метановых двигателей в исследовательском центре Ленгли, а в LTV Aerospace и Lockheed Aircraft Corporation приступили к проектированию самолётов под эти силовые установки. Для упрощения и удешевления перехода промышленности было решено, для начала использовать отработанную конструкцию и лишь потом создавать полностью новый проект лайнера. Основной проблемой при конструировании стало размещение топливных баков - для сохранения обычной дальности полёта водород требовал объёма в четверо больше чем для керосина, метан вдвое больше, кроме того сами баки имели сложную конструкцию для сохранения и метана и водорода в жидком состоянии. В качестве основы для проекта был выбран Boeing 747-100, размеры которого значительно упрощали задачу по размещению топливных баков. Главной целью разработчиков было сохранение всех характеристик обычного 747-100, в том числе и количество перевозимых пассажиров. К 1974 году фирмой LTV Aerospace было исследовано несколько вариантов переоборудования лайнера.
1. Баки с водородом над пассажирским отсеком.
Подобное размещение баков было признано наиболее актуальным по соображениям аэродинамики и развесовки самолёта. Способствовала этому и изначальная конструкция 747-ого благоволящая размещению второй палубы, которая в этом варианте просто заменялась баками. Поскольку хоть водород и занимал больший объём, но весил меньше чем обычный запас керосина, удалось самолёт даже увеличить, сохранив прежний вес и разместить уже 380 пассажиров в двух классах против 366 у обычного Боинга. Конечно существовали и минусы у этого решения. Так, указывалось, что при возгорании баков (а при горючести водорода отрицать эту возможность было нельзя) шансы на спасение у пассажиров в салоне минимальные. Кроме того, этот проект требовал серьёзной переделки конструкции самолёта и потому стоил больше любого другого исследованного варианта.
2. Баки с водородом над крылом.
Общий малый вес баков с водородом позволил разместить их в внешних гондолах на крыле, что просто немыслимо для обычного топлива. Такое решение серьёзно ухудшало аэродинамику самолёта, но за счёт снижения его веса с полной нагрузкой, удалось сохранить скорость и другие характеристики обычного 747-100. Что бы не потерять должную подъёмную силу крыла две двигательные гондолы были перенесены в заднюю часть самолёта, что в свою очередь вынудило заменить хвостовое оперение на Т-образное. Других изменений в конструкцию самолёта не вносилось. Основным плюсом этого проекта была его стоимость и простота переделки уже существующих самолётов. В свою очередь большое расстояние от баков до пассажирского салона гарантировало должный уровень безопасности. В качестве минусов отмечалось, что баки закрывают вид из иллюминаторов почти всему салону, кроме того были необходимы многочисленные дополнительные исследования аэродинамики этого варианта, в том числе и на реальных самолётах.
3. Баки с водородом под крылом.
В целом данный вариант сохраняет плюсы и минусы предыдущего, хотя добавляется больший шанс при сложной посадке повредить один из баков, что с лёгкостью может вызвать возгорание. Дополнительный же плюс данного проекта, в том, что размещение под крылом даже таких больших гондол уже частично исследовано, а значит потребуется меньше предварительных испытаний, что в свою очередь удешевит проект.
4. Баки с метаном под пассажирским салоном.
Благодаря тому, что баки с метаном занимают куда меньше объёма, чем баки с водородом (хотя всё равно больший чем обычный керосин), их можно разместить в 747-100 без радикальных изменений в конструкции и даже без уменьшения пассажирского салона. Для этого предлагалось "пожертвовать" багажным отсеком, где и будут находиться емкости с топливом. Багаж же предлагалось расположить в освободившемся месте в крыле. Из всех рассмотренных проектов именно этот вариант был наиболее простым и дешевым, но при этом и он был не лишён минусов. Так указывалось что расположение баков снизу делает возможным их повреждение при сложной посадке, а вероятный при этом пожар, как и в первом водородном варианте, не оставит пассажирам шанса на спасение.
5. Баки с метаном над пассажирским салоном.
В целом все минусы и плюсы варианта с водородом над пассажирским салоном перекочевали и сюда. Но из-за меньшего объёма метана, конструкция самолёта подверглась минимальным изменением, так что даже удалось сохранить обычную для 747-100 вторую малую пассажирскую палубу. За счёт меньшего веса чем у обычного 747-100 и минимальным изменениям в аэродинамике самолёт скорость этого варианта увеличилась до 0,9 Мах.
6. Баки с метаном под крылом.
Практически во всех аспектах этот проект повторяет вариант с водородными баками под крылом. Единственное отличие в том, что гондолы имеют лучшую аэродинамическую форму, а благодаря меньшему объёму их конструкцию удалось серьёзно усилить для предотвращения разрушения баков при аварийной посадке.
После дополнительных исследований в NASA для дальнейшей работы был выбран вариант с баками над крылом для водорода и вариант с баками над пассажирским салоном для метана. По планам первые испытания должны были начаться уже в 1975 году, но стабилизация на нефтяном рынке сделала ситуацию с авиаперевозками менее критичной. Потому правительство США, в свете того что бюджет государства так же понёс сильные потери в результате кризиса, приняло решение не продолжать финансирование исследований новых видов топлива. Поскольку частные перевозчики так же не имели свободных средств, работы над проектом вскоре были прекращены.
Источники:
A STUDY OF SUBSONIC TRANSPORT AIRCRAFT CONFIGURATIONS USING HYDROGEN (H2) AND METHANE (CH4) AS FUEL
