Tomahawk framförd av Block IV. Källa: en.wikipedia.org
Bakterier i militärtjänst
De första försöken att ersätta högenergibränslet JP-10, som i synnerhet används på amerikanska Tomahawks, utfördes för fem år sedan vid Georgia Institute of Technology och Joint Bioenergy Institute. Faktum är att det var Stephen Sarrias doktorandarbete under ledning av docent Pamela Peralta-Yahya. JP-10 kom till forskarnas kännedom på grund av dess höga kostnad: nu är det ett bränsle på toppnivå till ett pris av $ 27 per 3,75 liter. Ett sådant pris motiveras av bränslets höga energitäthet på grund av, som kemister säger, "kolväten med intensiva cykliska system." Bränslet tillhör elitklassen HEDF (High energy density fuels) eller bränsle med hög specifik energi, som nu endast är tillgängligt för militära konsumenter till en kostnad. Förbränning av JP-10 i motorer gör att du kan få 20-30% mer energi än att använda konventionell 98:e bensin. Utan att gå in på kemiska detaljer är en av "spånen" av sådant bränsle pinenmolekyler, som, som det visade sig, produceras av barrträd. Dessutom luktar pinen fortfarande som tallbarr - utan det skulle en riktig julgran förvandlas till en skicklig bluff.
Den civila industrin kan i framtiden bli huvudkonsument av bränsletyp JP-10. Källa: pavia-simply.ru
För att tillfredsställa den amerikanska militären med konstgjord pinen som en komponent i JP-10-missilen skulle alla skogarna i Nordamerika inte räcka. Enbart Tomahawken är lastad med cirka 460 kilo bränsle. Därför beslutade utvecklarna att använda bakteriers tjänster. För att göra detta infördes en gen ansvarig för syntesen av pinen från vanlig glukos i mikroorganismen (klassisk Escherichia coli) coli. Det återstod bara att skörda "skörden" i form av bakteriella metaboliska produkter (utbyte ca 36 mg / l), katalytiskt bearbeta och fylla Tomahawks tankar. Pamela Peralta-Yahia sammanfattade resultaten av studien:
"Vi har gjort en hållbar bränsleprekursor med hög energidensitet som ser ut precis som det som för närvarande produceras av petroleum och kan användas i befintliga jetmotorer."
Denna teknik har dock ännu inte funnit praktisk implementering, till stor del på grund av den låga produktiviteten hos modifierade bakterier.
Själva problemet med tillgängligheten av JP-10 är viktigt inte bara i militära angelägenheter. Om det var möjligt att få en billig analog av sådant högenergibränsle, skulle det mycket väl kunna hällas i tankarna på civila flygplan. Och detta skulle avsevärt minska mängden bränsle som transporteras ombord eller flygområdet med alla efterföljande ekonomiska bonusar. I genomsnitt är militärt superbränsle 11 % effektivare än den bästa flygfotogen som används i civila transporter. Pentagon är inte heller emot att ersätta JP-8 med en syntetisk och billig analog till JP-10, till exempel med de strategiska B-52:orna. Amerikaner har redan gjort försök att skapa modifierade bränslesammansättningar. Syntroleum Corporation skapade för femton år sedan en blandning av JP-8-bränsle och FT-bränsle syntetiserat från kol, som till och med testades på bombplanen B-52. Lite senare testades även detta på F18A Super Hornets. Det var i en tid av höga priser på oljeresurser och produktionen av flytande bränsle från kol var på något sätt motiverad. Med tiden dök skifferolja upp i USA, kostnaden för "svart guld" sjönk snabbt, experiment med bränslesammansättningar stoppade under en tid. Allt detta bevisar än en gång att inga miljöproblem är orsaken till den kommande "syntetiska revolutionen" inom militären. flyg och USA:s raketvetenskap – allt förklaras av den banala ekonomin.
"Tomahawks" kräver biobränsle
USA har nu cirka 4 10 Tomahawk taktiska missiler. Detta är ett tillräckligt stort antal för att börja utveckla en syntetisk analog av JP-10. Speciellt sedan Dalian Institute of Chemical Physics (Kina) förra året fick resultat om konstgjort superbränsle från lignocellulosabiomassa. Detta är inte på något sätt den sällsynta råvaran för biobränslen – den har länge använts i världen för att producera bioetanol. Kineserna har utvecklat en process baserad på användningen av furfurylalkohol, vilket gör det möjligt att få ganska billiga analoger av JP-7. Data ges, nu kostar ett ton sådant bränsle cirka 5,6 tusen dollar, och enligt kinesiska tekniker bör priset sjunka till 10 tusen. Officiellt förklarar forskare uteslutande civil användning av utvecklingen, men, naturligtvis, militära flygplan och taktiska Kinas missiler kommer att bli en av konsumenterna av bio -JP-XNUMX.
Dr Andrew Sutton. Källa: lanl.gov
På Los Alamos National Laboratory i USA patenterade forskarna Cameron Moore och Andrew Sutton i april i år en något annorlunda metod för att tillverka biobränslen. Sedan 2017 är projektpartnern företaget Gevo, som hoppas kunna knyta utvecklingen till den civila sektorn. Som ni vet har majs traditionellt sett spelat en ledande roll bland grödorna i USA. Varje år sås mer än 20 miljoner hektar mark med denna växt. Corn for Americans är inte bara konserver i snabbköpet och djurfoder, utan även bioetanol, som späds ut med upp till 50 % bensin på bensinstationer. Moore och Sutton, som arbetar för US Department of Energy, skapade en JP-10 produktionscykel från majsavfall. Och först erhålls bioetanol från majs, och först då syntetiseras superbränsle från det återstående kliet med ett utbyte av den färdiga produkten upp till 65%. Detta minskar kostnaden avsevärt för ett nytt biobränsle, och eliminerar även särskilt farliga reagenser och avfall.
Källa: worldofchemicals.com
Enligt initiala beräkningar kommer den totala kostnaden för majsbränsle för Tomahawks att minska med 50 %, vilket verkligen kan bli en revolution inom bränsleindustrin. Det finns andra mer optimistiska beräkningar: en gallon bio-JP-10 kommer att kosta cirka 11 dollar istället för dagens 27. Civila transportörer hoppas att när militären har fulländat superbränsletekniken kommer även flygplatstankfartyg att fyllas med ny högenergifotogen. Detta kommer att vara praktiskt i en post-pandemisk värld, när människor kommer att vara rädda för långväga flygresor: låga biljettpriser kan vara till hjälp i det här fallet. Det finns information om testanvändning av bränslesammansättningar baserade på nya JP-10 på flyglinjer från USA till Australien. Utbyggnaden av majsarealen i USA kommer också att vara ett av incitamenten för ekonomins utveckling. Amerikanerna hoppas att med införandet av Sutton-Moores kemiska kretslopp i massproduktion kommer det att dyka upp många nya jobb inom jordbruket. Med hänsyn till användningen av bioetanolproduktionsavfall som råvara kommer personalen på företag som producerar detta bränsle också att expandera. Det finns plus överallt. Det viktigaste i Los Alamos är förstås minskningen av statens beroende av externa leveranser av petroleumprodukter. Och, naturligtvis, allt detta kemisk-teknologiska historia mycket till Greenpeace-aktivisternas smak, även om de ännu inte har erkänt det.
Los Alamos National Laboratory. Källa: en.wikipedia.org
Bland de uppenbara positiva aspekterna av framväxten av den nya bio-JP-10-tekniken framträder en hel del nackdelar. För det första kommer Pentagons naturliga minskning av kostnaden för stridsanvändning av taktiska missiler att bli ytterligare en utlösande faktor för amerikansk aggression. För det andra, så snart affärsmännen känner att Sutton-Moore-cykeln verkligen är ekonomiskt lönsam, kommer en stor del av jordbruksarealen att besås med majs. Denna industriella gröda kan delvis ersätta resten: vete, sojabönor, etc. Med samma efterfrågan kommer begränsningen av utbudet att öka kostnaderna för produkter och minska deras tillgänglighet för människor. Förresten, detta observeras redan i ett antal länder som aktivt använder förnybara energikällor som biosolar och bioetanol. Och slutligen, för det tredje, för att öka avkastningen av majs, kommer det helt klart inte att räcka med att bara utöka området och genetiskt modifierade frön från den berömda Monsanta. Det är dags för omöjlighet med kemiska gödningsmedel, och här kommer den ökända Greenpeace att ha många frågor.