空客修訂下一代單通道飛機(jī)路線圖 繼續(xù)堅持氫動力路線

　　在航空業(yè)“脫碳”目標(biāo)日益迫近的壓力下，飛機(jī)制造商也開始加快對新一代商用飛機(jī)相關(guān)新技術(shù)以及研發(fā)方案的落地。盡管目前尚有數(shù)千架規(guī)模的儲備訂單仍待交付，且已經(jīng)在單通道干線客機(jī)市場占據(jù)了顯著優(yōu)勢，但歐洲空中客車公司（下稱“空客”）依然以自我革命的姿態(tài)啟動了以清潔能源為基礎(chǔ)的新一代單通道飛機(jī)的研發(fā)計劃。

　　押注氫動力

　　在3月底舉行的2025空客峰會上，這家歐洲制造商概述了準(zhǔn)備在本世紀(jì)30年代后半期投入使用的下一代單通道飛機(jī)的潛在技術(shù)基礎(chǔ)，并修訂了與氫動力飛行相關(guān)的技術(shù)成熟路線圖。

　　這實際上并不是空客第一次公布將使用氫動力作為新一代商用飛機(jī)的核心動力方案，早在2020年一項名為ZEROe的氫動力系統(tǒng)飛機(jī)計劃就已經(jīng)推出，這一計劃包括渦扇、渦槳、翼身融合以及全電動在內(nèi)多種發(fā)展路線的新飛機(jī)概念，ZEROe的核心創(chuàng)新之一是使用氫氣燃料作為飛機(jī)的動力來源，這使得飛機(jī)在飛行過程中僅排放水蒸氣，完全消除了二氧化碳的排放。

　　按照此前發(fā)布的計劃，ZEROe將在2028年左右正式啟動，2035年左右投入運營。但不久前空客宣布該計劃“因技術(shù)發(fā)展速度低于預(yù)期”，因此可能比原計劃推遲5-10年。

　　但從最新公布的路線圖來看，盡管被認(rèn)為在基礎(chǔ)設(shè)施、生產(chǎn)、分銷和監(jiān)管框架等方面存在諸多挑戰(zhàn)，但在峰會上，多位空客的高層管理人員以及相關(guān)技術(shù)項目負(fù)責(zé)人都重申了其“氫路線”的確定性。

　　“相比可持續(xù)航空燃料（SAF）目前在基礎(chǔ)設(shè)施方面的進(jìn)展，綠色氫燃料的基礎(chǔ)設(shè)施還遠(yuǎn)未到位，”空客CEO 傅里（Guillaume Faury）在峰會期間接受包括《華夏時報》記者在內(nèi)的專訪時，對于修訂氫動力飛機(jī)發(fā)展計劃時表示，“更關(guān)鍵的問題是，如果飛機(jī)為了使用氫動力而做出的一些技術(shù)變化導(dǎo)致其競爭力不如使用SAF方案的飛機(jī)，我們就需要繼續(xù)優(yōu)化技術(shù)路線，同時等待綠色氫能的生態(tài)系統(tǒng)足夠成熟?！?/p>

　　空客再次確認(rèn)了將商業(yè)化可行的氫能源飛機(jī)推向市場的承諾，并介紹了部分關(guān)鍵技術(shù)，這些技術(shù)將使全電動、燃料電池驅(qū)動的民用飛機(jī)成為可能。

　　在空客方面看來，經(jīng)過多年對氫能航空的研究，這是一條最有前途的發(fā)展路徑。

　　2023年，空客成功演示了1.2兆瓦氫推進(jìn)系統(tǒng)，并于2024年完成了集成燃料電池堆、電動機(jī)、變速箱、逆變器和熱交換器的端到端測試。為了解決飛行中液氫處理和分配的挑戰(zhàn)，空客與Air Liquide Advanced Technologies公司合作，在法國格勒諾布爾開發(fā)了液氫面包板（LH2BB）。綜合地面測試計劃于2027年在慕尼黑的電動飛機(jī)系統(tǒng)測試中心進(jìn)行，屆時還將結(jié)合推進(jìn)臺和氫燃料分配系統(tǒng)進(jìn)行全面的系統(tǒng)驗證。

　　空客首席技術(shù)官Sabine Klauke在峰會期間接受包括本報記者在內(nèi)的專訪時表示，“新一代飛機(jī)建立在發(fā)動機(jī)、系統(tǒng)以及材料等諸多方面的顛覆性變化上，而氫動力只是其中很小一個部分，但這是一個關(guān)鍵的部分，能夠真正推動項目更進(jìn)一步的因素。這也是我們將繼續(xù)完全致力于推動氫動力的成熟的原因?！?/p>

　　Sabine Klauke也認(rèn)為目前“生態(tài)不成熟”也是氫動力能否真正在商業(yè)航空領(lǐng)域?qū)嵱没枰鉀Q的關(guān)鍵問題，“我們目前沒有足夠的綠色氫能源，機(jī)場等基礎(chǔ)設(shè)施方面也需要完善，在這方面中國能發(fā)揮重要的作用?！?/p>

　　空客目前在蘇州建立了中國研發(fā)中心，其主要目標(biāo)就是“利用長三角地區(qū)的航空和氫能產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢，專注于提供制造創(chuàng)新、電氣化、客艙體驗以及新技術(shù)的研發(fā)服務(wù)，以數(shù)字化、智能化為引領(lǐng)推動航空航天產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級?！?/p>

　　空中客車未來項目負(fù)責(zé)人Bruno Fichefeux在峰會期間表示：“氫能是我們致力于航空脫碳的核心。雖然我們已經(jīng)調(diào)整了發(fā)展路線圖，但我們對氫動力飛行的投入堅定不移。正如我們在汽車行業(yè)看到的那樣，從長遠(yuǎn)來看，由氫燃料電池驅(qū)動的全電動飛機(jī)可能徹底改變航空運輸，為可持續(xù)航空燃料途徑提供補充?！?/p>

　　這些技術(shù)作為氫動力飛機(jī)新概念的一部分得到了特別地展示。該飛機(jī)由四臺2兆瓦電力推進(jìn)發(fā)動機(jī)提供動力，每臺發(fā)動機(jī)均由一個燃料電池系統(tǒng)驅(qū)動，可將氫和氧轉(zhuǎn)化為電能。四個燃料電池系統(tǒng)將通過兩個液氫罐提供動力。這一概念將在未來幾年繼續(xù)完善，更多測試將有助于完善與氫燃料儲存和分配，以及推進(jìn)系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)。

　　空中客車ZEROe項目負(fù)責(zé)人Glenn Llewellyn表示：“我們在過去五年中探索了多種氫動力推進(jìn)概念，最終選擇了這種全電動概念。我們相信它可以為氫動力民用飛機(jī)提供必要的功率密度，并隨著技術(shù)的成熟而不斷發(fā)展。未來幾年，我們將專注于推進(jìn)存儲、分配和推進(jìn)系統(tǒng)，同時也倡導(dǎo)確保這些飛機(jī)能夠飛行所需的監(jiān)管框架?！?/p>

　　未來飛機(jī)

　　根據(jù)空客發(fā)布的最新計劃，其新一代單通道飛機(jī)有望本世紀(jì)30年代后半期投入使用。

　　空客提供了更多關(guān)于關(guān)鍵技術(shù)模塊的詳細(xì)信息，這些技術(shù)可以使下一代單通道飛機(jī)在投入使用時實現(xiàn)與當(dāng)前一代飛機(jī)相比，預(yù)計燃油效率將提高20-30%，并且能夠使用高達(dá)100%的可持續(xù)航空燃料（SAF）飛行。空客還公布了新的設(shè)計概念，展示了為這款未來飛機(jī)正在研究的不同構(gòu)型，強調(diào)了正在探索的各種潛在解決方案，以實現(xiàn)飛機(jī)效率的重大飛躍，并支持航空業(yè)在2050年實現(xiàn)凈零排放的路線圖。

　　Bruno Fichefeux表示：“每秒都有一架空客飛機(jī)起飛，將世界各地的人員、貨物和商業(yè)連接起來。我們擁有業(yè)界更先進(jìn)的飛機(jī)產(chǎn)品組合，超遠(yuǎn)程型A321XLR處于當(dāng)今單通道飛機(jī)技術(shù)的前沿?，F(xiàn)在，我們正在充分利用我們所做的一切，準(zhǔn)備下一次飛躍，讓我們的單通道飛機(jī)變得更好，并在時機(jī)成熟時引領(lǐng)飛行的未來?！?/p>

　　空中客車研發(fā)與技術(shù)負(fù)責(zé)人Karim Mokaddem補充道：“空客團(tuán)隊正在不懈努力地做出關(guān)鍵決策，一旦飛機(jī)的發(fā)動機(jī)類型、機(jī)翼設(shè)計和其他創(chuàng)新得到證明，這些決定將最終確定?！?/p>

　　這些技術(shù)包括采用顛覆性開放式風(fēng)扇設(shè)計得更高效發(fā)動機(jī)；可顯著提高空氣動力學(xué)性能的長折疊式機(jī)翼；支持混合動力架構(gòu)的下一代電池，其中電力越來越多地用于支持飛機(jī)上的推進(jìn)和非推進(jìn)功能，以及用于互聯(lián)飛機(jī)的輕質(zhì)材料和集成系統(tǒng)。

　　作為飛機(jī)動力系統(tǒng)核心的發(fā)動機(jī)方案，在現(xiàn)有的航空發(fā)動機(jī)幾乎已經(jīng)將推力與能效通過各自的新技術(shù)在當(dāng)前技術(shù)條件下發(fā)揮出幾乎全部潛能的情況下，一些其他的設(shè)計方案則再次成為新的研究方向，其中就包括并非新構(gòu)型的開式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)技術(shù)。

　　空客方面透露正在與航空發(fā)動機(jī)制造商CFM合作開發(fā)一款全新的開式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)，CFM合資方母公司之一的通用電氣航空航天集團(tuán)首席技術(shù)和運營官Mohamed Ali在峰會期間對包括《華夏時報》記者在內(nèi)的媒體記者表示，“提高噴氣式發(fā)動機(jī)燃油消耗和效率的最佳方法之一就是將其做大，尤其是發(fā)動機(jī)前部的風(fēng)扇尺寸。開式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)可以顯著提升發(fā)動機(jī)的涵道比，可以比現(xiàn)有的發(fā)動機(jī)技術(shù)提升20%以上的燃油效率?！?/p>

　　被命名為RISE的新一代開式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)項目在2021年啟動，并且已經(jīng)在多個大型行業(yè)展會上展出過全尺寸模型。在空客峰會現(xiàn)場的展示區(qū)，本報記者看到一架掛載著RISE發(fā)動機(jī)的空客A380等比例模型用于現(xiàn)場展示，CFM團(tuán)隊還通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)向與會者展示了關(guān)于這款發(fā)動機(jī)更多的細(xì)節(jié)信息。

　　“開式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)目前面臨的一些挑戰(zhàn)包括全新的空氣動力學(xué)、噪音問題?！盡ohamed Ali表示，“在世界各地，我們的工程師都在迎接這一挑戰(zhàn)，開發(fā)革命性的技術(shù)來推動所需的效率提升。開放式風(fēng)扇架構(gòu)是最有前途的發(fā)動機(jī)技術(shù)，可幫助行業(yè)減少飛行排放，旨在滿足或超越客戶對耐用性的期望，并使用傳統(tǒng)或替代噴氣燃料實現(xiàn)燃油效率的重大改變?！?/p>

　　此外，新設(shè)計的飛機(jī)另一個重大的變化在于機(jī)翼。空客Wing of Tomorrow 項目負(fù)責(zé)人Sue Partridge在峰會期間表示，“新設(shè)計的機(jī)翼為了提升空氣動力學(xué)效率，將變得更細(xì)更長，但相對來說帶來的挑戰(zhàn)在于與目前民用機(jī)場設(shè)施的兼容性，因此我們選擇采取翼尖折疊的技術(shù)。”

　　類似的問題在目前波音研發(fā)的777X系列機(jī)型上也曾經(jīng)遇到，因此波音設(shè)計了一個由復(fù)雜機(jī)械裝置驅(qū)動的翼尖折疊方案。

　　除此之外，空客還將通過在其他前沿技術(shù)方面的探索來增加氫動力飛機(jī)從概念走向落地的諸多技術(shù)和生態(tài)目標(biāo)的實現(xiàn)，其中就包括與此前曾作為成員之一駕駛陽光動力號太陽能飛機(jī)環(huán)球飛行的瑞士探險家伯特蘭·皮卡德（Bertrand Piccard）的陽光動力基金會達(dá)成合作。

　　空客基金會宣布與陽光動力基金會建立為期三年的合作伙伴關(guān)系，旨在通過推動創(chuàng)新與協(xié)作，促進(jìn)全球可持續(xù)發(fā)展。該合作致力于發(fā)掘并加速推廣可規(guī)?；淖匀粚?dǎo)向型解決方案，以應(yīng)對緊迫的全球性挑戰(zhàn)。

　　通過此次合作，成功入選的項目將獲得豐富的資源支持，包括空客在航空航天領(lǐng)域的技術(shù)能力支持，例如用于地球觀測的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，以及用于高效空中評估與驗證的直升機(jī)。這些能力將助力入選項目應(yīng)對從生態(tài)系統(tǒng)退化、水資源安全，以及從自然災(zāi)害風(fēng)險到例如衛(wèi)星環(huán)境檢測系統(tǒng)解決方案等關(guān)鍵社會問題。

　　在峰會期間，伯特蘭·皮卡德向包括本報記者在內(nèi)的媒體記者透露，他正在進(jìn)行的液態(tài)氫動力飛機(jī)項目計劃在2028年實現(xiàn)首次無?？亢蜔o排放的環(huán)球飛行。

　　據(jù)伯特蘭·皮卡德透露，他的團(tuán)隊正在包括復(fù)合材料液態(tài)氫罐等方面技術(shù)上做出新的嘗試，而包括空客在內(nèi)的很多工業(yè)合作伙伴都將給予技術(shù)支持，其目標(biāo)是駕駛氫動力飛機(jī)以180公里/小時的速度不做停留持續(xù)九天完成又一次環(huán)球飛行。

　　雖然這種前沿探索性質(zhì)的飛行器與真正的商用飛機(jī)在性能和設(shè)計理念等方面有著巨大差異，但這類活動在對于新技術(shù)探索應(yīng)用，以及相關(guān)理念的推廣等諸多方面都將對航空業(yè)脫碳帶來更多積極作用。

（文章來源：華夏時報）

(原標(biāo)題：空客修訂下一代單通道飛機(jī)路線圖 繼續(xù)堅持氫動力路線)

(責(zé)任編輯：43)