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世界上第一架載人液氫飛機(jī)起飛
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| 發(fā)布時(shí)間：
2023/9/9 |
今年夏天，在斯洛文尼亞馬里博爾的一個(gè)小而不起眼的機(jī)場(chǎng)，德國(guó)氫推進(jìn)初創(chuàng)公司H2FLY悄然建立了零排放航空的一個(gè)重要里程碑。所有的努力都得到了回報(bào)，成功完成了世界上首次載人液氫動(dòng)力飛行。
任何航空歷史愛(ài)好者都會(huì)問(wèn)“圖波列夫u-155怎么樣？” — 是的，蘇聯(lián)人在35年前確實(shí)嘗試過(guò)液氫作為燃料，但只用于三臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)中的一臺(tái)。相比之下，H2FLY的HY4目前僅使用液態(tài)氫（而不是氣態(tài)氫）作為燃料，整個(gè)飛行僅依靠氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)。
周四，這位《TNW》記者參加了一系列試飛中的第四次。此次活動(dòng)標(biāo)志著“HEAVEN 項(xiàng)目”的高潮，這是一項(xiàng)由歐盟資助的合作項(xiàng)目，旨在證明在飛機(jī)上使用液態(tài)低溫氫的可行性。（這是液態(tài)氫燃料航空客運(yùn)車(chē)輛高功率密度燃料電池系統(tǒng)的縮寫(xiě)，僅供參考。）
昨天的演示飛行持續(xù)了約10分鐘，而幾天前，HY4及其兩名飛行員在空中停留了3小時(shí)零1分鐘，這一壯舉需要10公斤氫氣。如果用完飛機(jī)24公斤的全部?jī)?chǔ)物能力，可以續(xù)航8小時(shí)。
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“這感覺(jué)真的太棒了，這是完美的團(tuán)隊(duì)合作的體現(xiàn)，”其中一名飛行員約翰內(nèi)斯·加比諾·安東(Johannes Garbino-Anton)在飛行結(jié)束后說(shuō)道。他補(bǔ)充說(shuō)，這項(xiàng)技術(shù)“運(yùn)行完美”，與普通飛機(jī)最大的區(qū)別是沒(méi)有振動(dòng)和噪音。并且，缺乏二氧化碳排放。
H2FLY的推進(jìn)系統(tǒng)由儲(chǔ)氫裝置、120kW燃料電池能量轉(zhuǎn)換器和電動(dòng)機(jī)組成?？偠灾衲晗奶焓荋2FLY的八次試飛活動(dòng)。氫電HY4自2016年以來(lái)一直在飛行，但今年夏天的突破在于使用液態(tài)氫（而不是氣體氫）來(lái)操作飛機(jī)。
液態(tài)氫比氣態(tài)氫具有更高的能量密度。這意味著它需要顯著降低的儲(chǔ)罐重量和體積。在航空運(yùn)輸領(lǐng)域，尤其是在改裝飛機(jī)時(shí)，這意味著不必扔掉那么多乘客座位，或減少貨物空間（即有效載荷）。
但也許更重要的是，它開(kāi)啟了更大的范圍。對(duì)于HY4測(cè)試飛機(jī)來(lái)說(shuō)，這相當(dāng)于使用氣態(tài)氫可行駛750公里，而使用液體氫則可行駛1,500公里，或者是兩倍的距離。另一方面，液氫需要低溫（約-253度），這增加了運(yùn)輸和加油的復(fù)雜性。
HY4由玻璃纖維和碳纖維制成，不會(huì)投入商業(yè)生產(chǎn)。H2FLY的下一步是將燃料電池系統(tǒng)擴(kuò)展到兆瓦容量。H2F-175系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)更遠(yuǎn)的航程，而且可以達(dá)到高達(dá)27,000英尺的高度。兩家公司與德意志飛機(jī)公司合作，打算用H2FLY氫電燃料電池改造一架30座的多尼爾 328 驗(yàn)證機(jī)，并在2025年開(kāi)始試飛。
該公司的時(shí)間表比一些競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手稍微有限，但 H2FLY聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Josef Kallo博士表示，他預(yù)計(jì)升級(jí)后的系統(tǒng)將能夠?yàn)?0座、航程約2,000人的支線飛機(jī)提供動(dòng)力公里到本世紀(jì)末。
“作為一名工程師，我可以說(shuō)建造40座氫動(dòng)力飛機(jī)是金錢(qián)和時(shí)間的問(wèn)題。之后它就變得富有遠(yuǎn)見(jiàn)，”卡洛說(shuō)。
不過(guò)，他還補(bǔ)充說(shuō)，迄今為止的測(cè)試表明，動(dòng)力系統(tǒng)有可能擴(kuò)大到4MW+4MW，這可以推動(dòng)載客80至100名乘客的大型飛機(jī)。他也不排除新制造商推出全新的飛機(jī)設(shè)計(jì)，例如混合翼身。
液氫可能是商業(yè)航空的“游戲規(guī)則改變者”
除了實(shí)際燃料之外，未來(lái)清潔燃燒的氫動(dòng)力航空還需要補(bǔ)充燃料基礎(chǔ)設(shè)施。對(duì)于HEAVEN項(xiàng)目，H2FLY一直與液化空氣集團(tuán)合作。
對(duì)于法國(guó)工業(yè)氣體供應(yīng)商來(lái)說(shuō)，它大力押注綠色氫作為未來(lái)能源結(jié)構(gòu)的一部分，這也是為了展示可行性并支撐行業(yè)需求。液化空氣先進(jìn)技術(shù)公司創(chuàng)新總監(jiān)皮埃爾·克雷斯皮(Pierre Crespi)表示：“這是我們第一次在商業(yè)機(jī)場(chǎng)提供液氫加油。”
按照斯洛文尼亞當(dāng)局嚴(yán)格的安全要求，氫氣通過(guò)卡車(chē)抵達(dá)馬里博爾。
“就技術(shù)本身而言，我無(wú)法強(qiáng)調(diào)這一成就的重要性，”P(pán)ipistrel Vertical Solutions的飛行測(cè)試工程師Marco Rizzatto說(shuō)道，他為低溫燃料箱的集成提供了支持?！耙簹溆袧摿Τ蔀樯虡I(yè)航空的游戲規(guī)則改變者?！?
H2FLY于2015年由來(lái)自斯圖加特德國(guó)航空航天中心和烏爾姆大學(xué)的五名工程師創(chuàng)立。該公司致力于整個(gè)推進(jìn)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，但在必要時(shí)也會(huì)開(kāi)發(fā)各個(gè)組件。2021年，H2FLY被Joby Aviation收購(gòu)，Joby Aviation是一家總部位于加利福尼亞州的公司，開(kāi)發(fā)電動(dòng)垂直起降飛行器(eVTOL)以運(yùn)營(yíng)空中出租車(chē)服務(wù)。
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