能搭載200人,飛行3700公里的零排放氫動力飛機:空客的未來飛機

能搭載200人,飛行3700公里的零排放氫動力飛機:空客的未來飛機

空中客車曾在去年底釋出系列零排放客機設計,這些未來飛行器將助力空客成為這一領域的領先製造商。雖然現在還有很多工作尚待完成,但是我們從空客釋出的一些設計圖能看出未來客機的一些端倪。

2020年9月,在零排放日活動中,空客釋出了3架新能源飛機的雄心勃勃的計劃。此類飛機以實現零排放為目標,並希望在2035年將其中的一架投入使用。

空客提出3種氫能源飛機的概念,它們也被命名為“

ZEROe

”。除了飛機和發動機設計和技術,空客正在開展一項更為廣泛的專案,以促使氫動力和零排放的概念在經濟上行得通。

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空中客車公司執行長紀堯姆·福裡在一份宣告中表示:這是整個商業航空部門的歷史性時刻,我們打算在這一行業說看到的最重要的轉型中發揮主導作用。我們現在公佈的概念讓世界看到了我們為零排放飛行未來的大膽願景而奮鬥的雄心壯志。我們堅信,無論是在合成燃料中,還是作為商用飛機的主要動力來源,氫的使用都可能大大減少航空對氣候的影響。

空客的三種飛機設計概念圖中,有兩架看起來和現在的窄體客機類似。但其將設計出足夠的空間來容納氫。此外還優化了對氫氣的使用方式。

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區域型渦槳客機

這架飛機屬於區域型客機,可以容納100個座位,航程達到1000海里,並搭載了高效率的燃氣渦輪發動機。

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渦扇式窄體客機

這款飛機載客量更大,在120~200座級,航程達到2000海里,約3700公里。它將使用改進的渦扇噴氣式發動機。額外的氫燃料將儲存於機身後艙壁的後方。

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混合機翼設計的客機

第三架飛機設計更具有前瞻性,它採用混合式機翼設計,增加了機身的寬度,為儲氫和分配提供了更多的空間和選擇。它能容納200個座位,使用全新的客艙設計概念。

上述三架概念性飛行器的共同特徵就是使用氫為動力,現在行業內談論綠色能源的時候,往往會聚焦於可持續燃料、電力和氫動力。

而可持續燃料包括將可持續燃料混合到標準航空燃料中,以減少對化石燃料的總使用量。目前有數家航空公司正在探索生物燃料,空客也積極參與了進來。但是這些“

ZEROe

”型客機顯得更加先進,它們將完全取代化石燃料。

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電力在航空領域的潛力無窮,但是大型飛機使用全電推動還需要走很長的路。電池技術和重量是制約其發展的重要因素。現在羅·羅和挪威的航空公司維德羅正在研發電動通勤飛機,而霍尼韋爾正在研究更大型的混合動力飛機概念。

對其氫動力飛機而言,氫氣可以透過兩種方式使用。它能當做燃料電池的燃料源。氫和氧反應產生的電,副產物則主要是熱量和水。然後為發動機提供動力。或者氫氣能夠直接用作改裝發動機的燃料源。

空客正在研究這兩種方法,它可能採取混合動力的佈局。氫既能當做燃料,也能當電燃料電池使用。空客曾釋出一份關於燃料電池動力飛機的提議。該型飛機搭載了吊艙發動機。並希望在2022年取得研究突破。

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目前,氫在航空的應用還處於早期階段。2008年,波音就已經成功試飛了首架氫動力飛機。2020年,ZeroAvia駕駛了世界首架氫動力商用飛機,一架經過改裝的

六座派珀飛機。

此前,大型飛機的燃氣輪機就已經在使用氫氣了。1950年代,美國空軍的B-57就成功使用了氫燃料。在1980年代,圖波列夫將圖-155飛機改裝為氫燃氣渦輪機。改動取得了成功,但是卻犧牲了很多座位空間。圖波列夫甚至試圖將圖-144超音速飛機使用氫氣,但從未成功過。

氫動力飛機雖然得到驗證,但是距離大規模商用還有很長一段路要走。

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空客面臨的一大難題就是如何合理地開發氫氣技術,一個重要的假設是:隨著使用量的擴大,它價格會隨著時間的推移而降低。現在其他運輸行業正在研究如何利用氫氣,包括卡車、家用汽車、鐵路和航運。

因此航空業需要採用液態氫作為燃料來源,而不是作為高壓氣體。空客正在和其他行業進行廣泛合作,以分攤鉅額的研發成本。

氫能源技術不僅能應用於航空,還有航天、能源和汽車行業。空客正在尋找和這些部門的合作方法。空客還和德國企業

ElringKlinger 成立合資企業,這將能在汽車燃料電池更好地應用於航空。