“全球首架载人液态氢飞机起飞”
World's First Manned Liquid Hydrogen Aircraft Takes Off
在斯洛文尼亚的一个相对较小且不引人注目的机场上，德国氢动力初创公司H2FLY在今年夏天悄悄积累了零排放航空领域的一个重要里程碑。而所有的辛勤工作都得到了回报，世界上首次成功完成了液态氢动力乘员飞行。
在任何航空历史爱好者去问“那图波列夫·图-155呢？”之前，是的，苏联人在35年前尝试过使用液态氢作为燃料，但只用于三个引擎之一。相比之下，H2FLY的HY4现在使用的是液态氢（而不是气态氢）作为燃料运行，完全依靠氢燃料电池动力系统进行整个飞行。
上周四，本TNW记者在一系列测试飞行中参与了第四次飞行。这个事件标志着HEAVEN项目的顶峰，该项目是一个由欧盟资助的合作伙伴关系，旨在展示在飞机中使用液态低温氢的可行性。（这是High powEr density FC System for Aerial Passenger VEhicle fueled by liquid HydrogeN的缩写，只是FYI。）
液态与气态氢作为航空燃料
尽管昨天的示范飞行持续了大约10分钟，但几天前，HY4及其两名飞行员在空中停留了3小时1分钟，这需要使用10公斤的氢气。如果使用飞机的全部储氢量24公斤，它可以飞行8小时。
“感觉真的很神奇，完美的团队合作成为现实，”其中一名飞行员约翰内斯·加尔比诺·安东在飞行后说道。他补充说这项技术“运行得非常完美”，与普通飞机最大的不同在于没有振动和噪音。还有，没有二氧化碳排放。
H2FLY的推进系统由氢气储存、120千瓦的燃料电池能量转换器和一台电动发动机组成。总的来说，这个夏天是H2FLY的第八次飞行测试活动。氢电动HY4从2016年开始飞行，但今年夏天的突破在于使用液态氢而不是氢气。
液态氢的能量密度比气态氢更高。这意味着它需要更低的储氢重量和体积。在航空运输领域，特别是在改装飞机时，这意味着不需要丢弃太多的乘客座位，或者减少货舱空间，即有效载荷。
但更重要的是，它开启了更大的航程。对于HY4测试飞机而言，气态氢的航程为750公里，而液态氢的航程为1500公里，即是两倍的距离。另一方面，液态氢需要低温（约-253°C），这增加了运输和加注的复杂性。
使用氢燃料电池推进系统改装现有机身
由玻璃纤维和碳纤维制成的HY4不会进行商业生产。H2FLY的下一步将是将燃料电池系统扩展到兆瓦级容量。H2F-175系统将不仅提供更长的航程，还可达到27,000英尺的高度。与德国航空公司合作，两家公司计划将一架30座的多尼尔328演示机改装为H2FLY的氢电动燃料电池，并于2025年开始进行测试飞行。
该公司的时间表比一些竞争对手更为保守，但H2FLY的联合创始人兼首席执行官约瑟夫·卡洛表示，他预计到本十年底，一个扩大规模的系统将能够为40座区域飞机提供大约2,000公里的航程。
“作为一名工程师，我可以说，一架40座的氢动力飞机是一个关于资金和时间的问题。之后就变成了有远见的事情，”卡洛说道。
然而，他还补充说，迄今为止的测试结果表明，可以扩展到4MW + 4MW的动力系统，可以推动80至100名乘客的大型飞机。他也没有完全排除新制造商的全新飞机设计，包括例如混合机翼。
液态氢对商业航空业具有“改变游戏规则”的潜力
未来清洁燃烧、以氢气为动力的航空业所需的除了实际燃料之外，还需要加油基础设施。在HEAVEN项目中，H2FLY与Air Liquide合作。对于这家法国工业气体供应商来说，它也是为了证明可行性并巩固行业需求对绿色氢气的投资。“这是我们首次将液态氢带到商业机场进行加油，”Air Liquide先进技术创新总监Pierre Crespi表示。
液态氢通过卡车运抵马里博尔，遵循斯洛文尼亚当局的严格安全要求。
“我无法强调技术本身的重要性，”Pipistrel Vertical Solutions的飞行测试工程师Marco Rizzatto表示，该公司支持低温燃料箱的集成。“液态氢有潜力改变商业航空业的游戏规则。”
H2FLY成立于2015年，由德国斯图加特航空航天中心和乌尔姆大学的五名工程师创立。该公司在整个推进系统上进行工作，同时在必要时也开发单个组件。2021年，H2FLY被加利福尼亚公司Joby Aviation收购，后者正在开发一种电动垂直起降飞行器（eVTOL）用于运营空中出租车服务。
