飞机引擎能用氢气驱动吗?近期地面测试显示结果良好。

罗尔斯·罗伊斯和易捷航空进行了这项实验,氢气作为燃料也带来了其自身的挑战。
发动机未升空。罗尔斯·罗伊斯

英国飞机发动机制造商罗尔斯·罗伊斯和低成本航空公司易捷航空本周宣布,他们已成功使用100%氢燃料驱动了现代飞机发动机。测试在英国的一个军事设施进行,发动机保持在地面静止状态。 

鉴于航空业目前占全球碳排放约2%,开发更绿色的飞机燃料方式具有重要意义。罗尔斯·罗伊斯(是航空航天和国防承包商,而非由宝马拥有的同名汽车品牌)希望氢气能为它未来继续销售涡轮风扇发动机和其他发动机提供答案。 

大多数飞机发动机使用基于煤油的航空燃料。对气候来说不幸的是,煤油是燃烧时会释放二氧化碳的化石燃料。一些航空公司混合使用可持续航空燃料 (SAF),这种燃料在化学成分上与煤油相同,但由可再生起始材料制造,例如用过的食用油、食物残渣和玉米秸秆(收获后玉米芯的残余物)。尽管如此,由于SAF在化学成分上与煤油相同,燃烧时释放的二氧化碳量也相同——其好处仅在于制造过程可能更具环境可持续性。

氢气提供了一个潜在更好的选择,因为它不含碳。燃烧时,主要副产品是水蒸气(尽管仍有一氧化氮等一些污染物)。只要氢气是通过风能、波浪能或其他可再生电力生产的,它就可以成为一种真正意义上的碳中性燃料。在此次测试中,罗尔斯·罗伊斯使用了来自奥克尼群岛欧洲海洋能源中心的“绿色氢气”。它是由潮汐能生产的,而不是由甲烷气重构的。

氢气可以通过两种不同的方式为飞机提供动力:作为产生电力的燃料电池的燃料来源,为电动机供电;或者直接燃烧。罗尔斯·罗伊斯和易捷航空采用了后一种方法,使用了一台经过改装的罗尔斯·罗伊斯 AE 2100-A 涡轮螺旋桨飞机发动机,使其能够燃烧氢气而不是航空燃油。鉴于此次测试的成功,他们计划进行更大规模的地面测试,使用罗尔斯·罗伊斯 Pearl 15 喷气发动机,并最终进行使用民用航空发动机的飞行测试。

当然,氢气也带来了自身一系列问题。它的能量密度远低于煤油,因此飞机需要携带更多的燃料才能飞行相同的距离。它在高于-423°F(-253°C)的温度下是气体,这使得储存更具挑战性。对于罗尔斯·罗伊斯的测试发动机,它被压缩到 200 bar(大约是汽车轮胎常规气压的 100 倍)。这使得它对于短途航班比跨洋和其他长途航线更可行。 

尽管如此,仍有令人鼓舞的迹象表明,氢气在航空领域可能有一个未来——尤其是在行业努力在2050年实现碳中和之际。易捷航空首席执行官 Johan Lundgren 在新闻稿中称之为“向前迈出的一大步”。同样,罗尔斯·罗伊斯首席技术官 Grazia Vittadini 表示:“此次氢气测试的成功是一个令人兴奋的里程碑……我们正在突破界限,探索氢气的零碳可能性,这有助于重塑飞行的未来。”

罗尔斯·罗伊斯并非唯一一家探索氢气作为选项的航空航天公司。空客计划在2026年让一架A380飞机搭载氢能源发动机升空欧盟希望到2035年实现短程航班的可行性,到2050年欧洲高达40%的航班将由氢气提供动力。 

但请注意:无论罗尔斯·罗伊斯和易捷航空的测试多么成功,离大量氢动力喷气式飞机翱翔蓝天还有很长的路要走。 

 

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Harry Guinness

撰稿人

Harry Guinness 是一位爱尔兰自由作家兼摄影师。他一年中的大部分时间在爱尔兰和法国阿尔卑斯山之间度过。Harry 的作品发表在《纽约时报》、《流行科学》、OneZero、Human Parts、Lifehacker 等数十家媒体上。他撰写关于科技、文化、科学、效率以及它们碰撞的文章。


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