氢动力燃料一直是各大飞机生产商梦寐以求的动力源,环保和重量轻是氢动力燃料的两大优势。4月初,波音公司成功试飞了全球第一架氢动力燃料飞机。虽然目前这项技术还不能被运用到民用航空载客大型飞机领域,但这无疑已经是一个重大突破。
西班牙当地时间4月初清晨,EC-003号波音小型飞机在马德里机场试飞成功。这架飞机无论对波音公司还是全球航空工业,都具有里程碑式的意义—这是全球第一架氢动力燃料飞机。EC-003号试飞成功,意味着一个“绿色航空工业时代”的诞生。
与此同时,欧洲航空巨头空客公司也不甘落后,他们的“液态氢燃料”也在加紧研制中。
波音首飞成功 这次的波音氢动力燃料是波音公司欧洲分部研发并制造的。这架波音EC-003 号小型飞机翼展16.3米,机身长6.5米,重量仅仅约为800公斤。波音公司称,这架总共可以容纳两个人的小型客机曾于今年二月和三月相继进行过三次试飞,均获得了成功,试飞的时候只有飞行员一人,试飞的地点为离西班牙首都马德里不远的奥卡哈机场。
2001年以来,位于马德里的波音公司欧洲技术研究中心就开始研制这种氢动力燃料飞机,目的是“为了证明人类可以使用环保的氢燃料进行安全飞行”。
氢动力燃料一直是各大飞机生产商梦寐以求的动力源。环保和重量轻是氢动力燃料的两大优势。虽然波音公司对外声明,目前还不足以支持这项技术运用到民用航空载客大型飞机领域,但这已经是一个重大的突破。
欧洲波音研究与技术中心主任弗朗西斯科·埃斯卡迪认为,这只不过是波音公司的第一个尝试:“波音在新技术和环境保护方面一直尝试做领先者。令我们自豪的是,这次长达五年多的尝试最终获得了成功。”
在这次飞行中,飞行员极端飞行高度达到了海拔1000米。不过在起飞阶段运用的是电力和氢燃料两种动力,到了海拔1000米左右开始平稳飞行时才使用氢动力。该飞机的平均飞行速度达到了每小时100公里,总共飞行了20分钟,时间不长,却已成为人类历史上的一大壮举。许多媒体对此的评价是“这一技术让未来的航空工业"充满绿色"”。
空客加紧“备战” 就在波音宣布“氢燃料”首飞成功之时,欧洲最大的航空公司—空中客车公司也宣布正在加紧研究一种新型的“液态氢燃料”。
从2002年开始,空客公司动用庞大的研究团队以及花重金研制更环保更高效的“液态氢燃料”。飞机使用“液态氢”的好处是现有飞机发动机不需做太大改动,但问题是如何把它贮存在飞机上。液氢的存贮温度是零下253摄氏度,而且比传统航空燃料所占的空间更多。因此,飞机要使用液态氢就不得不改进现有结构设计,专门开辟出贮存它的地方。去年10月,空客公司重新评估了这个名叫“Cryoplane”的项目。重新评估的结果认为,飞机采用液氢燃料要求的油箱是现在飞机的4.2倍,而模拟显示更大的外部表面积将使燃料消耗增加9%—14%,总运行成本增加4%—5%。不过在重量方面,液态氢要比普通燃料有优势,在同等释放能量的情况下,普通燃料要比液态氢重2.9倍。
这个研究结果也从侧面证明,为何波音公司表示他们研制出的氢燃料飞机目前还不适用于民用航空的大型客机。空客公司表示,尽管重新评估了液态氢项目,但他们仍然在努力探索,对液氢作为航空燃料进行全面系统的分析。此前,这个“Cryoplane”研究项目已经耗资729万欧元。这项研究得出的初步结论是,液氢燃料发动机能效与煤油发动机效率相似,传统的航空燃油发动机能够转换为使用液氢燃料运行,但这一技术还不成熟,可望在今后15—20年内得到应用。
空客公司可持续发展部门主管莱纳文·沃雷德认为:“这个项目没有技术上的障碍,但有许多实际问题。”他保守估计,大约需要20年来解决这些问题。
莱纳文·沃雷德所担心的问题中,也包括液态氢在空中燃烧对大气的影响。氢作为燃料的一个好处是清洁燃烧,没有碳足迹。氢燃烧后只产生水,汽车使用氢作为燃料可以解决温室气体污染问题。但对于飞机来说,氢燃料会带来另一个令人担心的问题:由液态氢为能源的高密度飞行会不会增加云层中的水分,从而形成雨云?这会给大气带来什么样的新影响?著名的环境学家比利·格劳沃曾经忧心忡忡地表示:“高层空气的运动特性非常复杂,现在就大规模地进行氢燃料飞行,显然还不是明智之举。”
2008-04-17 总第 280 期