Scharakteryzuj dlaczego wodór może być wykorzystywany jako nośnik energii.
Zasoby wodoru są praktycznie niewyczerpalne, najwięcej tego pierwiastka jest w wodzie, której
na Ziemi są olbrzymie ilości. Do wytworzenia wodoru można zastosować m.in. różne sposoby
elektrolizy wody czy zgazowanie paliw stałych bądź reforming ropy naftowej czy metanu parą
wodną.
Wodór może być wykorzystywany m.in. w motoryzacji jako nośnik energii. Można z niego
uzyskać znacznie więcej energii niż z benzyny, a jego spalanie jest całkowicie nieszkodliwe dla
środowiska. Może zasilać pojazdy bezpośrednio poprzez spalanie w odpowiednio
dostosowanym silniku spalinowym, lub energia w nim zawarta może być najpierw zamieniona
na energię elektryczną w ogniwie paliwowym i dopiero zasilić silnik elektryczny pojazdu.
Jako nośnik energii może być również używany jako paliwo w ogniwach paliwowych do zamiany
energii chemicznej na elektryczną, jako paliwo w rakietach i statkach kosmicznych, do zasilania
generatorów MHD, do magazynowania energii odnawialnej pozyskiwanej okresowo czy do
wyrównania obciążeń szczytowych w systemach elektroenergetycznych. W przyszłości może
być wykorzystany również jako paliwo termojądrowe.
Do zalet wodoru należą między innymi powszechne występowanie w związkach chemicznych,
możliwość produkcji z różnych surowców i różnymi metodami, zmniejszenie zanieczyszczenia
środowiska, zwiększenie zasięgu pojazdów, opracowane już zagadnienia bezpieczeństwa,
możliwe spalanie w silnikach o spalaniu wewnętrznym, jak i w turbinach. Niestety, produkcja
wodoru wymaga wiele energii, a koszty produkcji i transportu oraz magazynowania są wciąż
zbyt wysokie. Ponadto, gdy produkuje się wodór z kopalin, wydzielają się duże ilości dwutlenku
węgla, zatem emisyjność nie jest do końca zerowa. Do pozostałych wad należą: jego bardzo mała
gęstość, nie występowanie na Ziemi w stanie wolnym, kłopoty w magazynowaniu w niskich
temperaturach, konieczność budowy całego systemu dystrybucji, bezbarwny płomień
(niebezpieczeństwo), zagadnienia bezpieczeństwa odmienne niż dla innych paliw.
Ogólnie rzecz biorąc, wodór jest wspaniałym nośnikiem energii, ponieważ jest wygodną metodą
magazynowania energii w formie chemicznej, a ze spalenia kilograma wodoru otrzymuje się aż
120MJ ciepła (3 razy więcej niż z benzyny)!
Omów możliwości energetycznego wykorzystania wodoru.
Gospodarka wodorowa polega na jego produkcji (np. z konwersji paliw kopalnych i biomasy,
drogą elektrolizy wody, produkcją biologiczną), transporcie i magazynowaniu oraz
wykorzystaniu. Wodór znajduje wiele zastosowań w energetyce i transporcie – w elektrowniach
stacjonarnych oraz rozproszonych źródłach energii, nowoczesnych pojazdach oraz w
przenośnych urządzeniach elektrycznych i elektronicznych.
Wodór jest w tej chwili wykorzystywany jako paliwo do ogniw paliwowych – dzięki reakcjom
zachodzącym na elektrodach, energia chemiczna jest bezpośrednio zamieniana na energię
elektryczną, a jedynym produktem ubocznym reakcji jest woda. Ogniwa paliwowe wykazują się
wysoką sprawnością w porównaniu do konwencjo lanych metod wytwarzania energii.
Szczególnie obiecujące wydaje się wykorzystanie OP w środkach transportu.
Przy użyciu istniejących już, zmodyfikowanych turbin gazowych, wodór może być wykorzystany
do produkcji energii elektrycznej dla celów komunalnych.
Wodór może być również stosowany jako paliwo do zasilania silników z wewnętrznym
spalaniem w samochodach osobowych, autobusach i statkach. Używa się go również w napędach
rakietowych.
Przyszłość energetyki wodorowej i ogniw paliwowych zależy od obniżenia ceny produkcji na
drodze postępu technologicznego i wkroczenia w masową produkcję oraz wdrożenia tanich
sposobów pozyskiwania wodoru.
W przeciągu kilkudziesięciu lat wodór pojawi się również w dziedzinie energetyki jako paliwo
reaktorów termojądrowych, gdzie na drodze syntezy izotopów wodoru otrzymuje się ogromną
ilość energii.
Omów zasadę działania ogniw paliwowych. Wyjaśnij główne straty energetyczne w OP.
Ogniwa paliwowe to rządzenia, które zamieniają energię chemiczną paliwa i utleniacza
bezpośrednio w energię elektryczną. Nie następuje tutaj spalanie, w przeciwieństwie do
konwencjonalnych metod wytwarzania energii, dzięki czemu unika się emisji szkodliwych
związków siarki, azotu czy tlenków węgla
Do katody ogniwa doprowadzany jest przykładowo wodór, natomiast do anody powietrze (tlen).
Katalizator na anodzie powoduje rozbicie wodoru na elektrony i kationy wodoru (protony).
Poprzez elektrolit (płynny lub stały) o przewodnictwie jonowym do katody przemieszczają się
tylko powstałe jony dodatnie. Elektrony wędrują obwodem zewnętrznym do katody, tworząc
prąd elektryczny, zatem mogą wykonać pracę – ogniwo staje się źródłem siły
elektromotorycznej, którą wykorzystujemy w zewnętrznym odbiorniku. Na katodzie elektrony i
kationy łączą się z utleniaczem tworząc produkty końcowe (w tym przypadku wodę), które
wydostają się z ogniwa.
Cechą odróżniającą OP od działających w podobny sposób ogniw galwanicznych lub
akumulatorów jest to, że paliwo i utleniacz dostarczane są z zewnątrz, zatem ogniwa nie są
jednorazowego użytku i mają długą żywotność.
Jako urządzenie elektrochemiczne o odwracalnych reakcjach mogłoby mieć sprawność
przetwarzania energii chemicznej na elektryczną równą 100%. W rzeczywistości jednak
sprawność ta waha się między 40 a 80% w zależności od rodzaju ogniwa. Oblicza się ją jako
iloczyn sprawności teoretycznej, elektrochemicznej, Faradaya oraz stopnia utylizacji paliwa. Jak
widać, dla każdego z tych składników całego procesu przetwarzania energii w OP mogą zaistnieć
straty energetyczne.
Biorąc jednak pod uwagę główne straty, które objawiają się jako spadek napięcia, są one
następujące: straty aktywacyjne (związane z powolnością procesów zachodzących na
elektrodach ogniwa), straty omowe (związane ze spadkiem napięcia wywołanym rezystancją
wewnętrzną ogniwa – elektrod i elektrolitu), straty masowe (gazy w kontakcie z katalizatorem i
elektrodą są zużywane szybciej niż mogą do nich dotrzeć, co następuje przy obciążeniu
elektrycznym ogniwa przekraczającym jego znamionowe wartości). Przy obniżonej
temperaturze pracy zwiększają się straty aktywacyjne, ale zbyt wysoka temperatura powoduje
wyschnięcie membrany, czego konsekwencją będzie zanik przewodnictwa jonowego. Im
pobierana z ogniwa moc jest większa, tym większe są również straty.
(źródło - zajebisty Alan Szeremeta)
Omów praktyczne zastosowania ogniw paliwowych jako generatorów energii
elektrycznej.
Ogniwa paliwowe można podzielić wg zastosowania na 5 grup:
a) układy przenośne małej mocy elektrycznej (<0,5kWe), oparte na ogniwach PEMFC i
DMFC – do laptopów, dronów, telefonów komórkowych, aparatów itp. urządzeń
b) stacjonarne układy małej mocy (1-10kWe), oparte na ogniwach PEMFC i SOFC – do
zastosowań domowych i publicznych (zasilanie awaryjne, sygnalizacja świetlna, pralnia)
c) ogniwa PEMFC w transporcie (>50kWe) – samochody osobowe, autobusy, ciężarówki
d) stacjonarne układy średniej mocy (>10kWe) – zastosowania w szkołach, szpitalach,
centrach obliczeniowych, lotniskach, obiektach wojskowych, elektrowniach małej mocy
e) stacjonarne układy energetyczne dużej mocy (>1MWe) – ogniwa te zasilają elektrownie i
duże zakłady przemysłowe
Ogniwa paliwowe doskonale nadają się do do kogeneracji, czyli jednoczesnej produkcji energii i
ciepła dla budynków mieszkalnych. Ogniwa paliwowe wykorzystują energię cieplną z procesu
chemicznego do ogrzewania. Poziom produkcji energii elektrycznej (skojarzonej z produkcją
ciepła) będzie podlegał znacznym wahaniom w zależności od pory roku; w większości
rozwiązań CHP wyposażone w ogniwa paliwowe powinny być podłączone do krajowej sieci
energetycznej, absorbującej nadmiar wytwarzanej elektryczności lub uzupełniającej jej brak.
Wymiana energii elektrycznej pomiędzy CHP a siecią energetyczną może stanowić ważny
element bilansowania energetycznego systemu przyszłości.
Jeśli chodzi o zastosowania w transporcie, ogniwa paliwowe posiadają szereg zalet – wysoka
sprawność, brak wibracji oraz hałasu, stały moment obrotowy, brak spalania paliwa w czasie
postoju. Główną wadą jest przechowywanie wodoru, który musi być składowany w specjalnych
butlach pod wysokim ciśnieniem i w niskiej temperaturze. Do alternatywnych metod należy
silnik z ogniwem paliwowym zasilanym metanolem, który na drodze fermentacji przetwarzany
jest na wodór i dwutlenek węgla.
Do głównych zalet użycia ogniw paliwowych jako generatorów energii elektrycznej należą
nieemisyjność gazów cieplarnianych i wysoka sprawność. Główną wadą jest niestety wciąż
wysoki koszt.
Wyjaśnij zasadę działania generatora MHD. Podaj główne cechy tych urządzeń.
Generator magnetohydrodynamiczny bezpośrednio zamienia energię cieplną na elektryczną, co
pozwala m.in. na zwiększenie sprawności elektrowni parowych do 50%. Urządzenie to jest
maszyną cieplną, w której energia wewnętrzna czynnika roboczego przewodzącego
elektryczność (plazmy niskotemperaturowej) przekształca się w energię elektryczna w wyniku
elektromagnetycznego hamowania cząstek naładowanych, przepływających w kanale
generatora w polu magnetycznym. Częściowo zjonizowany gaz przepływający z dużą prędkością
zużywa część swojej energii na pokonanie sil elektromagnetycznych, powstających w wyniku
oddziaływania indukowanych prądów elektrycznych i zewnętrznego pola magnetycznego.
Spadek entalpii całkowitej czynnika roboczego jest równy oddawanej do obwodu zewnętrznego
energii elektrycznej oraz stratom ciepła do ścian kanału.
Należy zwrócić uwagę na fakt, że generator MHD nie posiada żadnej części ruchomej, a energię
kinetyczną plazmy otrzymuje się poprzez podgrzanie gazu do odpowiedniej temperatury.
Dlatego generatorów MHD używa się w elektrowniach kombinowanych, do powiększenia ich
sprawności.
Hamowanie przepływu plazmy polega na tym, że na elektrony przelatujące wraz z gazem przez
pole magnetyczne działa silnie je hamująca siła Lorentza. Elektrony z kolei oddziałują poprzez
sprzężenia elektrostatyczne na jony dodatnie, które działając na cząstki neutralne przenoszą siły
hamowania na całą plazmę.
Gaz przewodzący płynie w kanale z prędkością v w kierunku prostopadłym do pola
magnetycznego Bz. W wyniku oddziaływania ruchomego przewodnika i pola
magnetycznego, indukuje się w gazie pole elektryczne v X B prostopadłe do wektorów v i B.
Jeśli w kanale umieszczonych będzie kilka elektrod przewodzących w odstępie h, pojawi się
między nimi napięcie U 0 = vBh, które może być wykorzystane do zasilania odbiornika
elektrycznego o oporze Rz.
Wady generatorów MHD: konieczność użycia nadprzewodzących magnesów do chłodzenia w
pobliżu gorących gazów – problemy technologiczne, w procesie produkcji prądu powstają
znaczne ilości tlenków azotu. W porównaniu jednak do elektrowni konwencjonalnych,
elektrownie wyposażone w system MHD zużywają 1,5 raza mniej wody i wytwarzają 2,5 raza
mniej zanieczyszczeń.
Aby jonizacja gazów była łatwiejsza, stosowany jest tzw. posiew, tzn. do gazu wprowadza się
alkaliczne metale o niskim potencjale jonizacji. Są one niestety bardzo drogie, dlatego używa się
ich wielokrotnie i wprowadza ponownie do obiegu.
Cały proces zachodzi w temperaturze ok. 3000K, indukcji pola magnetycznego 3T oraz
prędkości strumienia gazu 1000m/s.
Podaj możliwe przykłady wykorzystania generatorów MHD w energetyce. Wskaż wady i
zalety tych urządzeń.
Elektrownie wykorzystujące generator MHD osiągają sprawność 50-60%, dużo większą niż
elektrownie konwencjonalne. Stosuje się w nich obecnie paliwo pod postacią gazu ziemnego.
Elektrownie posiadające system MHD zużywają 1,5 raza mniej wody i wytwarzają 2,5 raza mniej
zanieczyszczeń.
Sprawność generatora MHD może wynosić 30%, ale to, co czyni go atrakcyjnym, to wysoka
temperatura ciepła odpadowego, które może być dalej wykorzystywane. Spaliny, po przejściu
przez generator i schłodzeniu się do temperatury gazu, przez wymienniki ciepła kierowane są
do kotła, w którym produkowana jest para wodna napędzająca generator energii elektrycznej.
Dzięki temu energię wytwarza się w dwóch źródłach: MHD oraz turbinie parowej.
Opracowuje się również schematy wykorzystania generatora magnetohydrodynamicznego przy
zastosowaniu energii słonecznej – możliwe jest skoncentrowanie promieniowania i jego
konwersja na ciepło 2000K ze sprawnością 90%. Taki koncentrator może pełnić rolę komory
spalania, używanej dotychczas do wytworzenia plazmy.
Ogólnie rzecz biorąc, generatory MHD znajdują zastosowanie w systemach ko generacyjnych,
ponieważ ich działanie wiąże się zarówno z produkcją ciepła, jak i energii elektrycznej. W
połączeniu z innymi konwerterami energii, np. turbiną gazową i parową, znacznie podwyższa
sprawność wytwarzania energii elektrycznej.
Podstawową wadą generatorów MHD są problemy technologiczne związane z produkcją plazmy
oraz materiałów odpornych na korozję wysokotemperaturową. Konieczne jest używanie
nadprzewodzących magnesów w pobliżu gorących gazów. Trudności sprawia odzysk posiewu,
ponieważ stosowane materiały są bardzo drogie. Należy zaprojektować wysokotemperaturowe
wymienniki ciepła. Ze względu na wysoką temperaturę spalin, powstają znaczne ilości NO
x
.
Do zalet tych urządzeń należą: krótki czas rozruchu i wyłączenia (elektrownie z MHD mogą
pracować jako elektrownie szczytowe), wykorzystanie wysokich temperatur, będących „efektem
ubocznym” spalania paliw, zamiana ciepła bezpośrednio w energię elektryczną, niskie emisje
zanieczyszczeń, możliwość pracy w kogeneracji.
Co rozumiesz pod pojęciem czyste technologie węglowe? Krótko scharakteryzuj poznane
rozwiązania.
Czystymi technologiami węglowymi nazywa się wszystkie procesy i sposoby wykorzystania
węgla, mające na celu minimalizację negatywnego wpływu produktów jego spalania na
środowisko, zwiększenie efektywności spalania, utylizację odpadów. Stosowane są one już na
etapie wydobycia surowca poprzez wdrażanie metod pomagających zwiększyć sprawność
uzyskiwania urobku węgla. W trakcie przeróbki paliwa korzysta się z szeregu metod
wzbogacania węgla, usuwa zanieczyszczenia stałe i niepalną materię. Po spaleniu usuwa się
zanieczyszczenia. Niezbędne inwestycje finansowe w rozwój CTW są podejmowane ze
względów ochrony środowiska i przyczyniają się do postępu technologicznego w energetyce
konwencjonalnej.
Do niektórych z metod czystych technologii węglowych zaliczamy:
a) zgazowanie węgla – zamiana stałego paliwa w paliwo gazowe pod wpływem czynnika
zgazowującego, np. pary wodnej w podwyższonej temperaturze, pozwalająca na
całkowite usunięcie i zdeponowanie dwutlenku węgla, obniżenie emisji zanieczyszczeń i
pyłów
b) oksyspalanie – powietrze rozdziela się na tlen i azot, a następnie węgiel spala się w
atmosferze tlenowej, przez co otrzymuje się wyższą koncentrację CO
2
w spalinach, dzięki
czemu łatwiej go wychwycić oraz mniejsze ilości pozostałych spalin, co przyczynia się do
niskiej emisji NO
x
czy SO
2
c) SCR/SNCR – selektywna oraz katalityczna oraz niekatalityczna redukcja tlenków azotu,
obie polegające na wprowadzeniu amoniaku lub mocznika do strumienia spalin, co
powoduje redukcję NO
x
do azotu
d) CCS/CCU – wychwyt i składowanie bądź wychwyt i wykorzystanie dwutlenku węgla,
polegające najpierw na oddzieleniu CO
2
od spalin poprzez zgazowanie czy sekwestrację,
a następnie na zdeponowaniu w magazynach gazu lub wykorzystaniu do produkcji paliw
e) odpylanie – usuwanie cząstek aerozolowych ze spalin, w tym drobnych pyłów
szkodliwych dla układu oddechowego, przy użyciu elektrofiltrów czy skruberów
f) zagospodarowanie pozostałości – odpady paleniskowe stosowane są do budowy dróg i
nasypów kolejowych, wypełniania wyrobisk, odpady górnicze do rekultywacji
Na czym polegają technologie CCS i CCU?
Carbon Capture and Storage – proces polegający na wychwycie ze spalin i składowaniu
dwutlenku węgla w głębokich warstwach geologicznych, takich jak głębokich poziomach
wodonośnych, wyeksploatowanych złożach ropy naftowej i gazu oraz w nieeksploatowanych
pokładach węgla zawierających metan, w celu ograniczenia emisji dwutlenku węgla do
atmosfery. Składowanie CO
2
może mieć miejsce również w morzach i oceanach oraz na drodze
karbonizacji, czyli trwałego wiązania ze skałami.
Oddzielanie i wychwytywanie CO
2
może następować w elektrowniach następującymi metodami:
oksyspalanie (spalanie czystego paliwa w czystym tlenie – spalinami są tylko tlenek węgla (IV) i
woda), wychwyt pierwotny (przed spaleniem paliwo przechodzi proces gazyfikacji, skutkiem
czego spala się do CO
2
i H
2
O) i wychwyt wtórny (np. sekwestracja, czyli absorpcja w wodnym
roztworze amin i odwodnienie w desorberze). Separacji można dokonać również za pomocą
absorpcji fizycznej (np. na węglu aktywnym lub zeolitach) czy adsorpcji fizycznej w metanolu.
Wydzielony ze spalin dwutlenek węgla jest następnie sprężany i transportowany w formie
ciekłej cysternami lub rurociągami do miejsca zatłoczenia. Coraz częściej słyszy się opinie, że
CO
2
nie jest odpadem, tylko ważnym związkiem chemicznym, który można ponownie użyć, stąd
badania metod CCU.
Carbon Capture and Utilization to wychwyt i wykorzystanie dwutlenku węgla. CO
2
otrzymanego
jako efekt uboczny spalania paliw czy na drodze wymienionych wyżej metod separacji można
użyć do produkcji metanolu, a stąd syntezą Fischera-Tropscha do syntezy paliw
węglowodorowych. Stosuje się go również do uprawy alg i stąd do produkcji biopaliw.
Krótko scharakteryzuj problem emisji CO
2
.
Ditlenek węgla należy do rodziny gazów cieplarnianych, czyli mających wpływ na ocieplenie
klimatu, dlatego poszukuje się technologii, mających na celu ograniczenie emisji tego gazu do
atmosfery. Gazy cieplarniane powstają ze źródeł naturalnych, jak i w wyniku działalności
człowieka. Połowa odpowiedzialności za występowanie efektu cieplarnianego spoczywa na CO
2
.
Różnym sposobom wytwarzania energii towarzyszą różne ilości produkowanego w tych
procesach dwutlenku węgla, uwalnianego do atmosfery. Z paliw kopalnych gaz jest najczystszym
źródłem energii, zarówno pod względem emisji CO
2
jak i innych zanieczyszczeń, drugie miejsce
zajmuje ropa, najbrudniejszym źródłem jest węgiel, szczególnie brunatny. Wyprodukowanie
1kWh energii z węgla to emisja 1kg tlenku węgla(IV).
Wzrost liczby samochodów to kolejna przyczyna wzrastającego tempa spalania gazów
kopalnych i emisji gazów cieplarnianych. Transport drogowy to głównie ropa spalana z
absurdalnie niską efektywnością.
Emisja CO
2
może zostać ograniczona przez poprawę sprawności energetycznej lub przez
zastosowanie wychwytywania dwutlenku węgla w procesach energetycznych. Alternatywą jest
po prostu niestosowanie paliw konwencjonalnych i przejście na zielone źródła energii o zerowej
emisji CO
2
, takich jak energia słoneczna czy wodna.
Na każdego mieszkańca Polski przypada roczna emisja dwutlenku węgla w ilości ok. 9 ton.
Rozwój przemysłu i rosnące zużycie paliw kopalnych spowodowały wzrost stężenia CO
2
w
atmosferze do ok. 400 ppm. Z jednej strony stale rośnie zapotrzebowanie na paliwa i energię, a z
drugiej utrzymanie stężenia na stałym poziomie wymaga zmniejszenia emisji gazów
cieplarnianych o kilkadziesiąt procent. Instalacje CCU i CCS wiążą się z dodatkowymi kosztami
dla przedsiębiorstw energetycznych, a członkostwo w Unii Europejskiej zobowiązuje do
spełnienia restrykcyjnych wymogów pakietu klimatycznego, których nie przestrzeganie
skutkuje sankcjami pieniężnymi ogromnej wielkości.
Omów zasadę działania elektrowni węglowej.
W elektrowniach węglowych energia chemiczna zawarta w paliwie (węglu kamiennym,
brunatnym) przetwarzana jest na energię elektryczną. Paliwo spalane jest w specjalnie
zaprojektowanych kotłach, wytwarzających finalnie parę wodną o wysokiej temperaturze i
wysokim ciśnieniu. W tym etapie energia chemiczna węgla zostaje zamieniona na energię
cieplną pary wodnej. Zanim węgiel zostanie spalony, musi zostać odpowiednio przygotowany –
jest on osuszany i przemielony na pył węglowy w młynach. Za pomocą palników dostaje się do
kotła wraz ze strumieniem powietrza. Powstała mieszanka pyłowo-powietrzna spala się, a
spaliny pod wpływem działania wentylatora tłoczone są do komina. Cząstki stałe pyłu
zatrzymywane są przez odpylacze.
Para dostaje się do turbiny, gdzie rozprężając się wykonuje pracę mechaniczną. Otrzymana
energia mechaniczna dostarczona jest poprzez wał do generatora, gdzie wytwarzana jest
energia elektryczna. Para wodna, która opuści turbinę, zostaje skroplona w skraplaczu.
Układ turbiny i generatora nazywany jest turbozespołem. W wyniku oddziaływania
rozprężającej się pary na łopatki turbiny wał wiruje. W czasie pracy generatora synchronicznego
wydzielają się znaczne ilości ciepła. W celu zapewnienia poprawnej pracy to ciepło musi być
ciągle odprowadzane przez układ chłodzenia. Jako czynniki chłodzące stosuje się wodę w
stojanie lub wodór w wirniku. Gdy na zaciskach prądnicy pod wpływem obrotu wału generatora
pojawia się napięcie, połączony z generatorem transformator blokowy zmienia jego poziom na
odpowiedni dla sieci elektroenergetycznej.
Każdemu z etapów konwersji energii towarzyszą straty, które ostatecznie dają sprawność
elektrowni rzędu 30%. Energia elektryczna wytwarzana w elektrowni przekazywana jest do
systemu elektroenergetycznego, skąd pobierana jest przez odbiorców.
Jak działa dowolny silnik lotniczy?
Lotnicze spalinowe silniki tłokowe stosowane są w mniejszych statkach powietrznych,
najczęściej samolotach. Charakteryzują się kilkoma specyficznymi cechami:
- lekkość konstrukcji
- przystosowanie do pracy w różnych położeniach i na różnych wysokościach
- wysoka wydajność napędowa
- niezawodność i pewność pracy
W porównaniu do innych silników lotniczych wyróżnia się krótkim czasem reakcji silnika,
lepszymi możliwościami tłumienia hałasu, łatwością serwisowania. Wadami są konieczność
częstych kontroli, duża zależność osiągów od wysokości lotu, znaczny przyrost masy i
rozmiarów ze zwiększaniem mocy.
Ogólnie rzecz biorąc, silnikiem tłokowym nazywamy silnik, który do wytwarzania pracy
mechanicznej używa poruszających się w cylindrach tłoków, połączonych z wałem korbowym,
od którego odbierany jest moment obrotowy. Spalinowy silnik tłokowy to silnik cieplny o
spalaniu wewnętrznym mieszanki w komorze spalania, w którym energia chemiczna eksplozji
spalanego paliwa zamieniana jest na energię mechaniczną na drodze termodynamicznego
rozszerzania się gazów, poprzez przekazanie jej na ruch posuwisto-zwrotny tłoka, gdy
zwiększające swą objętość gazy wywierają nań ciśnienie, a następnie ruch obrotowy wału
korbowego, który porusza śmigło, będące głównym odbiornikiem mocy.
W odróżnieniu od silników tłokowych do zwykłych napędów, LSST posiada niski stosunek masy
do mocy (powinien wytwarzać moc przy jak najniższej masie), minimum 4 cylindry w układzie
gwiazdowym czy widlastym, górnozaworowy rozrządowy mechanizm sterowania silnikiem,
wyposażone w system doładowujący ze względu na zmienne warunki lotu. Użycie
turbodoładowania zmniejsza sprawność silnika ze względu na grzanie powietrza, dlatego
stosuje się urządzenie schładzające powietrze przed wejściem do cylindrów, tzw. intercooler.