本报记者王潇雨 北京报导
当航空运输业在迫近的“脱碳”方针下仍在可再生动力、电力或许太阳能等短期内都无法彻底顶替传统动力撑起整个职业运营的许多方案中犹疑之际,欧洲空中客车公司(下称“空客”)现已下定决心把未来交给一种简略而又无处不在的元素——氢。
空客在2月22日与美国通用电气和法国赛峰飞机发动机树立的合资企业CFM国际公司签署了一项协作协议,将经过对运用传统动力的航空发动机进行改造之后,可以选用氢燃料作为动力,从而打造一套以液态氢为根底的全新航空动力体系。
途径挑选
在2020年提出ZEROe概念作为零排放商用飞机解决方案之后,空客开端实在将这个项目从纸面向实际中推动。依照此前推出的方案,将依据现在传统的喷气式客机、涡桨客机以及翼身交融概念机构型打造一组彻底运用氢燃料作为动力的新一代商用飞机的产品组合。
而作为这个方案最为中心的动力体系方案,CFM国际将经过对通用电气航空出产的PassportTM发动机的焚烧室、燃料体系和操控体系进行改造来树立一套动力体系。
这款发动机在美国拼装,依照参加该项意图几位相关人士2月22日经过线上接受包含《华夏时报》在内媒体采访时泄漏的音讯标明,协作相关方以为这款发动机因其物理尺度、先进的涡轮机械和燃油活动才能而被该项目所选用。
通用电气方面人士表明,Passport发动机中心计代表了最新的商用涡扇发动机技能,一起要比现在CFM国际公司的主力产品LEAP系列更小、更轻,这样就不需求对测验渠道进行大的结构改动。
空客首席技能官Sabine Klauke在22日晚间举办的在线媒体会对包含《华夏时报》在内媒体所泄漏,该演示项目将运用一架A380测验飞机作为飞翔测验渠道,装备由空客在德国不莱梅、法国南特以及西班牙马德里的研讨机构研制的燃料存储罐,可以在零下250摄氏度条件下存储400公斤液态氢,“足够为一家实在的飞机供给具有实际意义的演示。”空客还将担任拟定对氢推动体系的要求,监督飞翔测验等作业。
依据在线媒体会上发布的相关概念视频和图片显现,测验用的发动机将设备在A380机身段侧后方顶端的一个挂架上,并与安顿于机舱后段内部下方的的四个燃料罐相连。这样就可以在飞翔中模仿发动机实在作业的环境和状况来进行测验作业。
这架A380原型机一向作为空客进行飞翔等相关技能测验的渠道,作为一架具有双层甲板的超大型客机,其优势在于具有富余的内部空间可以安顿测验设备和技能人员。
依照Sabine Klauke的说法,将测验发动机设备在后机身顶部,与A380的四个涡轮电扇分隔,将更简略丈量其排放,一起经过一个新的氰化氢燃料分配体系,使发动机和燃料罐的衔接更简略。
CFM与空中客车均期望完成他们在2021年10月签署“航空运输举动小组”方针文件时做出的许诺,即经过依照既定时间表,开发和测验完成零排放飞机所必需的技能,到2050年完成航空业净零碳排放的方针。
Sabine Klauke泄漏,经过改造的A380飞翔测验渠道将在2026年末前首飞,而空客也将在2027年之前从现在发布的零排放客机方案中做出挑选,现在看来载客量在100-200人,航程1000-2000海里的方案将是优先的选项。
体系性改变
作为一种在自然界中散布广泛的元素,氢在焚烧过程中不会发生二氧化碳,而且焚烧后的生成物是水,因而完美契合减排所需求的全部条件。
但比较传统燃料,“驾御”氢作为新的动力之源又需求在现有的技能架构上做出许多改变,以习惯氢动力转化过程中的许多新特性。
依照通用电气航空集团方面的说法,飞机上存储空间狭小,要将氢作为动力,首要要在零下253摄氏度的超低温下进行液化贮存,焚烧前又需求进行气化。这意味着,发动机的一些组成部分需求可以接受高达815度的温差。
一起,氢的焚烧温度要高于传统喷气燃料,因而,发动机的焚烧室和涡轮部件需接受更高温度,从而需求在资料、涂层、冷却技能等方面进行立异。
“低热量燃料分配体系将需求新的泵、管道、密封件和资料,”赛峰飞机发动机公司工程、研讨和技能担任人Michel Brioude在线交流时对包含《华夏时报》在内的媒体表明,“液态氢会被转化为气体,经过一个新的热交换器注入到发动机的焚烧室中,其温差和压力比传统的飞机体系更高。”
通用电气航空集团工程副总裁Mohamed Ali则表明,氢气的焚烧速度也比喷气燃料快10倍,这将需求新技能来操控火焰和安稳焚烧,而氢气比传统燃料焚烧温度更高,更高的温度会发生更多的氮氧化物,咱们将运用经历来尽量削减氮氧化物。
通用电气航空集团方面表明,其在氢动力方面现已积累了适当丰厚的经历。现已有100多个机组运用氢燃料等低热量单位燃料,在氢动力方面积累了超越800万小时的运转经历,其间包含航改式发动机。此外,通用电气研讨所还具有国际一流的焚烧测验设备。
空客美国公司董事长兼首席执行官Jeffrey Knittel在22日举办的在线交流会上表明,空客现已与包含新西兰航空、易捷航空及北欧航空等企业协作开端研制氢动力飞机,而作为对与现在传统航空燃油彻底不同的动力,在对发动机和飞机进行改造的一起,也需求对包含机场、燃料存储以及供给等一整套体系进行改造,以习惯这个颠覆性的改变。
在不久前完毕的新加坡航展上,空客、樟宜机场集团、新加坡民航局(CAAS)和动力工程公司林德签署了一项协作协议,研讨在新加坡建造一个氢动力纽带设备。
参加此项方案的四方将一起进行市场分析和猜测,并对氢燃料在航空业使用以及技能和商业化进行可行性评价。依照机场方面的说法,在项目前期参加研讨新的机型以及供给保证根底设备等方面与机场的习惯性是非常重要的一步。
依照空客方面的说法,其还与包含法国、意大利以及韩国等地的机场运营商协作,开发合适氢燃料飞机运营所需的根底设备,一起还与氢动力生产商等进行相关的协作。
责任编辑:黄兴利 主编:寒丰