上个月，空中客车公司宣布了对 A380 飞机进行改造的计划，即在飞机外部增加一台氢燃烧发动机，并安装监测设备。通过这些改造，该公司将能够在真实条件下测试氢动力飞行。
此举是行业整体目标的一部分，即到 2050 年实现净零碳排放。客运航空旅行对气候变化的贡献越来越大，2021 年占全球碳排放量的约 3%。虽然减少飞行次数和投资更高效的飞机有助于减少排放，但要实现净零排放，很可能需要新技术。
电池供电的空中出租车和可持续航空燃料等其他解决方案可能有助于减少排放，但特别是氢能，可能是实现净零排放的主要途径之一，因为它可以在行业内广泛使用，从区域短途飞行到大型飞机的长途飞行。
空中客车公司的测试飞机实际上是第一架 A380，序列号为 001，空中客车美洲研发技术副总裁 Amanda Simpson 表示。该飞机最初用于认证原版 A380 和 A350 的发动机。现在，空中客车公司计划对其进行改装，在顶部增加一台燃烧氢气而非传统喷气燃料的额外发动机。
A380 是现役的最大客运飞机，有充足的空间安装监测设备，并储存飞机将携带的 400 公斤（880 磅）液态氢燃料。（空中客车公司在 2019 年宣布将停止生产 A380，因为行业正朝着更高效的双引擎飞机发展。）
Simpson 表示，这台发动机的安装位置——飞机顶部、尾部、位于机翼上四台燃烧传统喷气燃料的发动机的前面——非常关键。由于它与机翼上的四台发动机分开，空中客车公司将能够让另一架飞机在 A380 后面飞行，并只采集氢燃料的排放物。
Simpson 表示，了解氢在实际大气条件下的燃烧排放是该测试计划的主要目标之一。虽然燃烧液态氢不会产生最普遍的温室气体二氧化碳，但研究人员仍渴望了解更多关于氢动力飞行的排放信息。氢发动机仍会产生一些氮氧化物（常见的污染物）以及水蒸气（在大气中充当温室气体）。
测试发动机还将使空中客车公司更深入地了解如何在飞行中最佳地进行氢燃烧。研究人员可以改变发动机的运行条件，例如燃烧的燃油-空气比和运行温度，以更深入地了解如何最有效地为氢动力飞机提供动力。
Simpson 表示，最终，这些测试是空中客车公司到 2035 年拥有零排放飞机运营计划的整体组成部分。为了达到这个最后期限，将在 2026 年做出重大的设计决策，这也是这项测试飞机的预计首飞年份。
Simpson 解释说，尽管氢燃烧是这种飞机的可能性之一，但空中客车公司仍有可能选择其他技术。例如，与其燃烧氢气，不如将其与氧气结合，通过氢燃料电池发电。丰田和戴姆勒等汽车制造商一直在致力于开发用于车辆的燃料电池，Simpson 表示，空中客车公司正在考虑这项技术，或者结合燃料电池和燃烧发动机的混合系统。
这些发动机可能连接的飞机设计仍在研究中。去年，空中客车公司公布了三种不同的氢动力飞机潜在设计：一种螺旋桨飞机、一种小型区域喷气式飞机，以及一种与当今大多数商用飞机形状不同的概念飞机。这是一种翼身融合体。
国际清洁交通委员会分析师 Jayant Mukhopadhaya 表示，这一系列设计说明了氢动力飞机未来的发展方向，也揭示了氢动力飞机的一个主要挑战：燃料储存。
即使在高压下压缩，氢气的密度也远低于传统喷气燃料。比较产生相同功率所需的喷气燃料和氢气量，氢气至少需要四倍的空间。
储存规程也不同。当今大多数飞机，喷气燃料都储存在机翼中。然而，氢气需要在高压和低温下储存，因此通常储存在较大的圆柱形储罐中。这些储罐无法安装在传统飞机设计的机翼中，而是需要安装在机身内。为飞机提供燃料所需的氢气量会严重限制剩余空间，使乘客容量减少三分之一或更多。
Simpson 表示，飞机可能需要完全重新设计，以便更好地容纳内部的氢气。去年空中客车公司公布的概念飞机之一——翼身融合体设计——是更好地利用空间进行燃料储存的一种配置示例。这种设计可能比传统飞机设计有其他好处，例如将空气动力学效率提高百分之十或更多。
Mukhopadhaya 表示，尝试全新的形状可能不足以满足首批氢动力飞机的快速发展需求，因此公司可能不得不改造现有设计以携带大型氢燃料储罐。但最终，氢燃烧可能会重新定义我们对飞机的认知。
Mukhopadhaya 联合撰写的一份近期 ICCT 分析显示，虽然这些新飞机可能会彻底改变行业，但即使是空中客车公司公布的两款更熟悉的设计——小型区域喷气式飞机和螺旋桨飞机——也能共同服务于如今约三分之一的客运里程。
实施氢燃烧飞机仍面临重大挑战，包括有限的加油基础设施、更高的成本以及对氢供应可持续性的担忧。由于飞机上燃料储存空间有限，大型飞机的长途飞行可能需要更长时间才能过渡到使用氢燃料。
但实际飞行条件下测试氢动力发动机可能是使这项技术合法化的重要一步，并能让航空业离实现净零排放更近一步。目前，我们只能等到 2026 年，从空中客车公司的 A380 飞行测试中了解更多信息。
