■ 王翔宇 / 中国航发研究院

在以清洁高效为核心愿景的航空“第三时代”，氢动力飞行的优势与潜力正在逐渐显现，很可能成为航空业低碳发展的关键。

近年来，虽然飞行效率在以每年1.5%左右的速度提升，但机队规模以每年4%的扩张预期意味着到2050年航空碳排放的数值仍将翻番。事实上，不仅是二氧化碳，传统航空燃气涡轮发动机工作时产生的氮氧化物、烟尘以及水蒸气也会对环境造成不利影响。面对这一严峻的形势，氢动力飞行的优势与潜力正在逐渐显现。与航空煤油和可持续航空燃料（SAF）相比，氢动力可以完全消除二氧化碳以及其他温室气体的排放；与常规电池相比，液态氢无论是在质量上还是体积上都具有更高的能量密度。

德国航空航天中心研制的HY4氢动力飞机

“元素1号”氢动力飞机概念图

氢动力飞行研发计划纷纷出现

早在2015年，德国航空航天中心（DLR）就推出了全球首架4座氢燃料电池飞机HY4的研制计划，其设计基于斯洛文尼亚蝙蝠公司的电动飞机“金牛座”G4，为单螺旋桨双机体、每侧机体并列双座布局。机体间的螺旋桨由一台85kW的电动机驱动，在起飞和爬升等需要高峰值功率时由锂离子电池组供电，巡航阶段则切换为短舱内的4个质子交换膜氢燃料电池，可产生45kW的电力，从而确保HY4能够以145km/h的巡航速度连续飞行5h以上。

2018年10月，新加坡HES能源系统公司也发布了一款4座新概念飞行器“元素1号”，采用了全新的氢燃料电池和分布式电推进结合的设计方案，机翼上安装了14台功率为5 ～8kW的电动机且每台电动机后面都有一个氢燃料罐，这种分布式储能可有效增加燃料携带量。……