当前,全球航空业产生的二氧化碳排放量约占全球碳排放总量的2.5%。据相关预测,未来20年全球旅客年增长率约为3.7%,到本世纪中叶航空业体量将至少翻一番。为了实现2050年净零排放这一行业目标,航空业多条低碳技术路线正同时推进,氢动力飞机便是其中之一。

9月10 日总部位于斯图加特的飞机氢电动力总成系统的开发商H2fly宣布,其HY4飞机完成了四次飞行,其中一次飞行持续了三个多小时。上图显示了其中一次试飞期间的飞机


今年1月,ZeroAvia在一架19座飞机上进行了ZA600发动机原型机的首次飞行演示

零排放商用航空解决方案开发商ZeroAvia宣布与壳牌公司、鹿特丹海牙创新机场(RHIA)和鹿特丹海牙机场签署了一项重要的氢燃料合作协议。该联盟将共同努力开发氢机场运营,并演示清洁飞行。将在明年年底前共同创建一个在机场使用氢燃料的运营概念,并进行飞往欧洲目的地的示范飞行。然后,它们将在2025年底开始商业客运航班。(ZeroAvia)


3月,美国通用氢能源公司(Universal Hydrogen)的氢燃料电池验证机成功在美国华盛顿州莫斯湖完成首飞。这次试飞持续了15分钟,飞行高度达到3500英尺。据悉,这次的测试平台基于Dash8-300改装而来,这也是目前世界上最大的氢燃料电池飞机。美国一架40座的氢动力飞机完成试飞,时长约15分钟;


3月底,我国首款四座氢内燃机飞机验证机搭载一汽集团基于“红旗”汽油机研发的国内首款2.0L零排放增压直喷氢内燃机,是我国自主研制的第一架由氢内燃机提供动力的通航飞机


4月,欧洲飞机制造商空中客车在苏州举行开业活动,正式宣布启用其在中国的研发中心。空中客车公司表示,将在其位于江苏省苏州市苏州工业园区刚刚成立的的新研究中心专注于其未来氢动力飞机的研发。


8月,美国宇航局(NASA)与伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(UIUC)签署协议,继续推进零排放概念客机的开发工作,其概念机使用液氢作为燃料和冷却剂,以实现超导性能,提高效率并减轻重量。


9月,中国商飞公司展示出“灵雀M”航模,它的机翼载客、机身填装燃料。该公司梦幻工作室主任崔赫夫介绍,“灵雀M”是国内新一代氢能源技术验证机,其机身部就是按照加载液态氢原料设计。“灵雀M”原型机拟在10月进行试飞,不过其像C919一样实现商用化,仍需要较长时间。


氢燃料不仅绿色低碳,还比现在最主要的航空燃料——航空煤油具有更高的单位重量能量密度。在提供相同能量的条件下,氢燃料重量仅相当于航空煤油的24%。不过,氢本身虽轻,但储存氢绝非易事。

首先是存储体积大。常温标准大气压下,氢分子以密度很小的气态形式存在,同等能量下体积约是航空煤油的2750倍。为节省空间,通常采用272倍大气压对氢气进行增压储存,还可以选择在大气压下降温至零下253.87摄氏度使氢分子转化为液态。从系统复杂度而言,压缩氢气方案实施起来相对简单,但需要付出更高的空间和重量代价。低温储存的液氢相对密度更大,对于未来的商用航班,液氢的方案更加现实可行

当前主流的动力技术路线通常有3种。其一是氢燃料电池,通过化学反应产生电能,驱动电动机产生推力。其二是氢燃料内燃机,类似于传统汽油内燃机,但燃料改为了液氢。由于相同工作容积下发生氧化还原反应的氢气流量较小,使得这两种方案功率密度较小而更适用于小型飞机。第三对于更大重量的民航客机,未来的选择应与现有涡扇发动机的推进方式相仿——通过点燃更大流量的氢气以驱动涡轮、产生动力,从而使发动机获得更大的功率密度。


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