宋薇薇 ，杨凤田，项松*，韩成业，康桂文，樊馨月

（1. 北京锐翔氢能飞行器科技研究院有限公司，北京 102433；2. 沈阳航空航天大学民用航空学院，沈阳 110136）

一、前言

当前，航空产业依然保持迅猛发展态势，航空器的数量和飞行小时数也在逐年增加；但产生的CO2排放量约占全球总量的3%，引起了各国广泛关注。氢是宇宙中最丰富的元素[1]，氢能源是未来实现零碳排放、可持续发展的战略能源[2]，以氢燃料作为能源的氢能飞机是推动实现航空领域碳达峰、碳中和（“双碳”）目标的重要形式之一。

氢能飞机研究具有较长的历史，早在1991年即有专著对发展史、应用潜力、基础设施需求、技术要点、飞行验证程序等进行了梳理[3]。研究指出，将氢用于航空燃气涡轮发动机，需要重新设计燃烧室、燃料控制系统、液氢气化部件[4]；氢燃料消耗率较煤油降低超过60%，氢燃料发动机的涡轮进口温度降低约40 K，发动机结构的改动程度不大[5]；氢作为燃料增加了发动机的净推力输出、降低了燃料消耗率，应用燃料散热器能够有效提高发动机性能[6]；氢燃料电池在航空领域的应用潜力较大，既可作为轻型飞机的能源，也可用于辅助动力装置、地面支持设备[7]；使用氢能可降低机翼面积和翼展的设计值，使远程运输飞机的能耗降低约11%[8]。此外，以ATR72飞机为对象进行了氢燃料改型的方案验证[9]，微混合燃烧室能够显著降低氮氧化物的排放水平[10]。

随着全球范围内对氢能飞机关注度的持续提升，我国氢能航空领域兴起了新一轮研究热潮，相关工作集中在氢能航空和氢能飞机发展态势[11～14]、低碳减排[15]、商业化运行探讨[16～19]等方面。……