摘要:全球航空业如今面临着严重的气候问题,航空燃料排放的二氧化碳占到了全球总排放量的 3%。在这样的大环境下,空客公司积极行动起来,它提出的零排放客机计划,让其成为了航空行业变革的先锋。空客打算通过氢燃料电池驱动和开放式风扇发动机等技术,为未来航空的可持续发展指明方
全球航空业如今面临着严重的气候问题,航空燃料排放的二氧化碳占到了全球总排放量的 3%。在这样的大环境下,空客公司积极行动起来,它提出的零排放客机计划,让其成为了航空行业变革的先锋。空客打算通过氢燃料电池驱动和开放式风扇发动机等技术,为未来航空的可持续发展指明方向。
2025 年空客峰会上,管理层描绘了航空工业的未来模样:打造用超导燃料电池驱动的商用客机,实现至少 100 座级的零排放飞行。这个计划会分阶段进行,预计在 2030 年代后半期推出新一代单通道客机,慢慢替代现在卖得最好的 A320 系列。
为了实现低碳转型,空客同时开展了两条技术研发路线。一条是 ZEROe 氢燃料飞机,它采用全电推进技术,能完全消除碳排放;另一条是高效燃烧推进飞机,能在传统动力系统的基础上节约 20 - 30% 的燃料。空客未来项目负责人 Bruno Fichefeux 打了个比方,说这就像计算机芯片发展时不断提升晶体管密度一样,要持续优化每个系统组件。
燃料电池飞机利用液氢( - 253°C)的低温来冷却超导电力系统。四条螺旋桨分别由独立的 2 兆瓦燃料电池带动,整个系统已经完成了地面集成验证。氢气氧化发电只会产生水,两台液氢罐能持续为四组燃料电池供能。2023 年完成了 1.2 兆瓦推进系统演示,2024 年实现了端到端集成测试。
高效燃烧推进飞机是 A320 的继承者,它的设计能大大提升传统航程。新型发动机采用开放风扇结构,去掉了传统整流罩;超高效机翼用仿生结构设计,能减少 20% 的飞行阻力;碳纤维机身用新型复合材料,整体能减重 15%;全系统还能使用 100% 可持续航空燃料(SAF)作为过渡方案。
在和 CFM International(GE 航空与赛峰合资公司)合作研发开放风扇发动机时,有了开创性的成果。取消传统整流罩后,风扇叶片直径扩大了 42%,旁通比从 11:1 提升到了 60:1。欧洲两次风洞测试显示,推重比提高了 30%。GE 航空首席技术官 Mohamed Ali 说,计算流体力学模拟和实测数据误差在 0.8% 以内,这说明数字孪生技术成熟度有了重要突破。
位于慕尼黑的技术验证中心建好了全球最大的超导系统低温测试台。2027 年计划开展综合地面试验,重点验证液氢供应链在极端温度下的安全性、超导线圈在高振动环境下的磁特性稳定性,还有多模块燃料电池堆的协同控制算法。
空客的双轨战略,体现了它作为传统航空巨头的技术实力,也意味着航空业动力系统要发生重大改变。到 2035 年前后,液氢推进系统和革命性结构设计投入商业运营,航空业说不定真能实现零排放的目标,为航空的可持续发展开启新的篇章。
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来源:麓檀