

上周在华盛顿州,一架从外观上看完全正常的飞机进行了短暂飞行。飞机左侧是一台标准的、燃烧航空燃料的发动机。但右侧则截然不同:一台电动机,其动力不是来自电池,而是来自飞机内部储存的氢气。
而燃烧航空燃料会产生碳排放和颗粒物污染,在这种情况下,氢系统会产生水蒸气和热量。这只是飞机制造商试图减少飞行对地球影响的众多方法之一:公司正在研发使用电池驱动的飞机,他们正在创造合成航空燃料,而在这个例子中,他们正在利用氢燃料电池。
“这绝对是迄今为止飞过的最大的氢燃料电池飞机,”该实验飞机背后的公司 Universal Hydrogen 的首席技术官 Mark Cousin 夸耀道。
以下是该系统的工作原理:虽然飞机左侧像典型的飞机一样将航空燃料储存在机翼中,但右侧电动机的氢气则以气态形式储存在飞机后部的罐中。“你根本无法将氢气装进飞机的机翼里,”Cousin 说。“它大概占用了机身长度的三分之一。”
氢气被输送到右翼,在那里发生了神奇的变化。在那里,在悬挂在机翼上的发动机吊舱里,氢气与压缩空气(空气通过右翼发动机附近可以看到的两个进气口进入)在燃料电池堆中结合。该系统使用了六个燃料电池堆,每个堆都由数百个单独的燃料电池组成。这些燃料电池堆产生了发动机运行所需的电力。“燃料电池是一种无源设备——它没有移动部件,”Cousin 说。它产生的电流是直流电,因此需要通过逆变器转换为发动机所需的交流电。
上周飞机试飞时,它是一种混合动力:左翼一台燃烧航空燃料的常规发动机,右翼一台由氢气和空气驱动的电动机。“一旦我们达到巡航速度,我们就降低了油门,几乎完全依靠右侧发动机飞行,”飞行员说,据《西雅图时报》报道。“它非常安静。”
这架飞机是一架改装的Dash 8-300,通常可载客约 50 人,此次测试飞行仅载有三人,持续约 15 分钟。它在离地约 2,300 英尺的高度飞行。“飞机在机场周围进行了几次盘旋,”Cousin 说。然后最终进行了“非常非常平稳的降落”。
虽然飞机将氢气以气态形式储存在后部的罐中,但该公司计划改用一种将氢气作为液体储存的方法,这种方法占用的空间比气态氢少,而且重量也较轻。这些罐必须保持在非常低的温度下,并且在用于燃料电池之前,液体需要转化为气体。他说,虽然这种液体氢气装置仍然比普通航空燃料占用的空间多,但它比以气态形式储存氢气是一种更好的解决方案。他们的计划是在今年将刚刚试飞的同一架飞机更换为液体氢气系统。
在努力实现航空业脱碳方面——毕竟,它是二氧化碳排放的主要产生者——Cousin 认为氢是最佳途径。“我们认为氢燃料是中短程飞机的唯一可行解决方案,”他说。但这肯定不是唯一的途径。去年 9 月,一架名为 Alice 的电池动力飞机也在华盛顿州进行了首飞,而 Joby Aviation 和 Beta Technologies 等Joby Aviation 和 Beta Technologies 等公司则在研发同样是电池电动的轻型飞机。
Universal Hydrogen 公司并非唯一一家致力于利用氢气作为飞机推进方式的公司。去年 2 月,空中客车表示,它将使用一架特殊的巨型 A380 飞机测试氢技术,并于 11 月公布了一款同样由氢燃料电池驱动的电动机的设计方案。
观看下方关于近期试飞的短视频。