【航空航天】空客第一臺發動機燃料電池成功通電
2023年末,ZEROe團隊為鐵吊艙供電,這是為空客電動概念飛機設計的未來氫推進系統。除了氫燃料電池系統外,鐵吊艙還包含旋轉螺旋槳所需的電動機以及控制和保持其冷卻的裝置。其1.2兆瓦的成功通電是空客“零”路線圖上的關鍵一步,該路線圖旨在到2035年將氫推進飛機投入使用。
世界上最豐富元素的力量
2020年,空中客車公司與公眾分享了四種氫動力飛機概念。其中三種使用氫燃燒和混合動力發動機作為動力,第四種使用全電動,使用氫燃料電池和螺旋槳推進系統。這些燃料電池的工作原理是通過化學反應將氫氣轉化為電能。反應的副產物是簡單的H2O,導致幾乎零排放。
氫燃料電池在航空脫碳方面的巨大潛力使其成為ZERO演示機選擇進一步探索的關鍵技術之一,但也存在挑戰。盡管該項目開始時,市場上已經存在氫燃料電池,但沒有一種電池能提供為飛機提供動力所需的能量,同時保持在可接受的重量水平。因此,在2020年10月,空中客車公司與ElringKlinger成立了Aerostack合資公司,以開發氫燃料電池堆,該電池堆將成為ZERO飛機電力推進系統的核心。
燃料電池系統的廣泛測試在距離慕尼黑僅13公里的德國奧托布倫的E-Aircraft system House(EAS)進行。空中客車公司的設施是歐洲最大的替代推進系統和燃料測試室,也是為演示者螺旋槳提供動力的推進系統主要部件的測試場所。
2023年6月,空中客車公司宣布氫燃料電池系統的成功測試活動,該系統達到了1.2兆瓦的全功率水平。這是為大型飛機設計的燃料電池在航空領域有史以來最強大的測試,并為該項目的下一個重大步驟奠定了基礎:將全推進系統與電機集成。
鐵吊艙上的氫動力
這一重要日子發生在2023年底,以ZERO團隊的最高成績結束了這一年。在6月成功完成1.2兆瓦燃料電池系統和10月1兆瓦動力總成的測試后,鐵吊艙的電機首次使用氫燃料電池供電。
ZERO項目測試和演示負責人Mathias Andriamisaina表示:“這對我們來說是一個巨大的時刻,因為系統的架構和設計原則與我們在最終設計中看到的相同。”。“整個電力通道的運行功率為1.2兆瓦,這是我們在A380演示機上測試的功率。”
燃料電池推進系統
在測試過程中觀察許多系統是如何交互的,這是實現項目下一步工作的關鍵。ZEROe燃料電池推進系統負責人Hauke Peer Luedders表示:“這個過程是我們了解需要做出哪些改變才能使這項技術有價值飛行的過程。”。“我們通過測試幾個不同飛行階段所需的功率來衡量推進系統作為一個整體的工作方式,例如起飛,當我們達到最大功率水平時,以及巡航,當我們使用較少的功率但時間較長時。”
三年前,我們提出了一種100%由氫燃料電池提供動力的飛機概念。從那時起,我們堅持了最初的時間表,并取得了巨大進展。最近成功地以1.2兆瓦的功率為鐵吊艙系統供電,這是朝著我們到2035年將氫動力飛機送上天空的目標邁出的關鍵一步。
為下一步做準備
“鐵吊艙”的第一個版本將在2024年繼續測試。一旦完成,ZEROe團隊的下一步將是優化推進系統的尺寸、質量和資質,以滿足飛行規范。資格包括系統對振動、濕度和海拔高度等因素的反應。
ZERO測試
一旦這些優化和測試完成,燃料電池推進系統將安裝在ZEROe多模式飛行測試平臺上——這是空客有史以來生產的第一架A380,MSN001。隨后將對這些系統進行地面測試,然后進入A380飛行測試的關鍵階段,目前計劃于2026年進行。
補 充 解 釋
“鐵吊艙”是一個地面試驗臺。它模擬飛機上發動機吊艙的功能。將首次匯集各種關鍵成分:為兩臺電動機提供800kW的燃料電池功率;電動機控制單元;變速箱;新的高壓配電和轉換系統;“飛行”空氣供應和液體冷卻系統。
飛行測試平臺—是將空客生產的第一架A380(MSN001)改裝成測試動力裝置的飛機。
注:資料來自空客官網。
楊超凡 2024.1.18










































