空客發明新技術，顛覆飛行模式，15年內現在所有飛機全被淘汰？

看起來像是一艘太空船，直到幾年前專家一直稱其為「瘋狂」燃料，並且幾乎沒有離開設計圖板，但是在世界領先的飛機製造商之一的眼中，它無疑是未來。

甚至遙不可及的未來。空中巴士公司希望我們在短短15年內就可以採用其一項激進的新設計，將天空一飛沖天，從而將噴氣式發動機汙染和飛行偽裝的日子拋在腦後。

混合機翼飛機是空中巴士公司最近推出的三合一環保型氫燃料飛機之一，這是其帶頭推動航空業脫碳的雄心壯志的一部分。

這是一項大膽的計劃，短短幾個月前，由於對以化石燃料為動力的航空旅行的需求持續增長，顯然不受環境問題的困擾，這一計劃似乎顯得有些幻想。

但是，Covid-19的到來及其對航空業的影響本來可能會無意中消除了人們重新思考使世界飛速發展的技術的機會。

空中巴士公司為其新計劃ZEROe洗禮。所揭示的設計不是原型，而是探索開始建造第一架與氣候無關的商業飛機所需技術的起點。

「以氣候中和作為長期核心競爭力因素，您怎麼可能擺脫這種流行病？」 空中巴士公司首席技術官格拉齊亞·維塔迪尼（Grazia Vittadini）在簡報中對新計劃進行了口頭詢問。

她說：「不可能。即使在危機發生之前，也已成為公認的觀點，即保護氣候和保護我們的環境是我們建立未來飛行的關鍵不可或缺的關鍵因素。」

為什麼是氫？

空中巴士公司計劃到2035年將零排放的客機推向市場，這意味著它需要在2025年開始制定技術路線圖。實際上，它需要制定幾條路線圖。

這是因為沒有一種技術能夠滿足能源需求，從而為整個類型的飛機加油-從滑行計程車到短程，中程和遠程飛機。

這三個新概念飛機的規格。

空客

最近，空中巴士公司開始更加專注於小型飛機的電動航空，而現在它已轉向使用氫作為解決航空二氧化碳問題的候選者。

空中巴士公司零排放飛機副總裁格倫·利韋林說：「我們在電池方面的經驗表明，電池技術並沒有按照我們想要的速度發展。」 「這是氫氣的來源，每公斤能量比今天的電池多數千倍。」

萊韋林說，空中巴士公司已經開始與航空公司，能源公司和機場進行氫問題的交流，因為「這種改變確實需要跨行業和航空業內部的團隊合作才能實現。」

長期以來，學者們一直將氫視為一種可行的燃料，但是直到現在，氫幾乎沒有任何實際支持。

也許現在，隨著電池的使用量減少，氫的時代已經來臨。

「十八個月前，當人們談論航空航天業中的氫時，人們以為你有點瘋狂。」克蘭菲爾德大學航空航天學系主任伊恩·格雷對美國有線電視新聞網Travel說道。

格雷說：「但是現在，氫已成為每個人都認為是解決零碳問題的非常重要的解決方案。」 克蘭菲爾德一直在支持ZeroAvia-這家初創公司從英國政府獲得了270萬英鎊（330萬美元）的贈款，用於開發零排放航空技術，實現了克蘭菲爾德機場世界上首個由氫燃料電池驅動的商業級飛機飛行在九月。

所有之一，我為人人

空中巴士公司已經發布了渦扇概念車的渲染圖。

空客

三個ZEROe概念項目包括一個120-200乘客的渦扇發動機，航程為2,000多海裡，能夠跨洲運行，並由運行在氫氣上的改進型燃氣渦輪發動機提供動力。液態氫將通過位於後壓力艙壁後面的儲罐進行存儲和分配。

然後是一架可搭載100名乘客的飛機，該飛機在改進的燃氣渦輪發動機中使用由氫燃燒提供動力的渦輪螺旋槳發動機。它能夠行駛超過1,000海裡，使其成為短途旅行的合適選擇。

但是，三人組中真正的對話部件（如本文頂部所示）具有「混合機翼機身」，機翼與飛機機身融合在一起，形成了高度流線型的形狀，例如「飛翼」。該選項與空中巴士公司的MAVERIC演示飛機共享其航空DNA，該飛機去年進行了飛行測試，以探索這種未來派飛機布局的節能優勢。

空中巴士的混合翼氫飛機看上去就像是《星際迷航》中的東西，最多可搭載200名乘客。其獨特的配置將為乘客提供一種全新的客艙內部布局，同時為氫存儲提供充足的空間。

這家歐洲飛機製造商發布了一種新的彎曲設計，有望將油耗降低多達20％。

氫能飛機的工作原理

氫氣可以以不同的方式為飛機提供動力：可以通過改裝的燃氣輪機直接燃燒氫氣；可以使用燃料電池將其轉換為電能；氫氣與CO2結合可用於生產合成煤油。

空客的維塔迪尼說：「對我們來說，將這三個元素中的前兩個元素結合在一起-尤其重要的是，它可以通過改進的燃氣輪機直接燃燒氫氣，並帶有由燃料電池驅動的嵌入式電動機。」

「為了加快這條道路的發展，我們已經在管道中配備了零排放演示器，這將是至關重要的，特別是對於降低風險概念，例如為這種飛機加油以及在飛機上安全地存儲和分配氫氣」，她補充說。

現有的噴氣發動機可以在氫氣上運行嗎？

由於已經成功地證明了可以將可持續的航空燃料替換為現有的噴氣發動機，因此現在的問題是氫是否也可能成為「滴入」燃料。

勞斯萊斯（與ZEROe計劃無關）一直在關注這一點，過去曾成功使用氫/煤油混合物對其Trent發動機進行過測試。

羅爾斯·羅伊斯民用航空航天技術和未來計劃的負責人艾倫·紐比（Alan Newby）對CNN Travel表示：「向100％的氫氣遷移需要適應當前的燃氣輪機設計。」

但是紐比還解釋說，最大的挑戰將是管理燃燒系統中的火焰溫度和穩定性。接下來的問題是調整燃料的輸送和管理系統，尤其是液態氫。他指出，另一個警告是，一公斤氫的能量是煤油的三倍，但更重要的是，它的吸收量是煤油的五倍。

「所以答案是-是的，這是可能的，但將需要著重於重新設計當前發動機設計的這些要素，以及將燃氣輪機視為一個完整的油箱到排氣系統，更全面，整體的系統級方法。」 Newby說。

這是ZEROe渦輪螺旋槳飛機概念飛機。

空客

這些概念如何改變商業航空

空中巴士概念的揭開標誌著民用航空業在工業頂級領域採用氫的裡程碑。

的確，使用氫和氫燃料電池的小型飛機和無人駕駛飛機正在進行的努力是很多的。然而，空中巴士公司的宣布標誌著商業航空的重大戰略轉變，氫能成為2030年代及以後的中短途飛行的規範。

格雷警告說：「但是，如果您不打算研究氫動力飛機的運行系統，那麼解決氫動力飛機毫無意義。」

他解釋說，航空業「需要以整體系統的方式解決整個零碳問題，著眼於機場，空中交通管制，飛機以及往返機場的運輸。」

幸運的是，利益相關者之間的對話似乎正在進行中。

空中巴士公司的Glenn Llewellyn說：「這將在能源和航空生態系統中產生巨大的變化。」 「我們已經開始與航空公司，能源公司和機場進行合作，因為這種改變確實需要跨行業和航空業內部的團隊合作才能實現。」

採取整體方法的必要性恰好與機場運營商減少自身碳足跡的願望相吻合-氫可以為機場基礎設施的許多方面提供動力。

例如，2015年，孟菲斯國際機場進行了為期兩年的示範，演示了世界上第一批零排放，由氫燃料電池驅動的地面支持設備，節省了超過17.5萬加侖的柴油和1700公噸的二氧化碳。

在土魯斯-布拉尼亞克機場的一項單獨計劃中，正在安裝氫氣生產和分配站，以為氫氣動力公交車加油。

使氫氣成為機場引人注目的燃料的事實是，氫氣既可以現場生產，也可以從機場的廢料中生產。

芬蘭機場公司Finavia就是其中之一。

基礎設施和可持續發展高級副總裁Henri Hansson表示：「我們正在研究如何利用Finavia機場的廢物流，包括乙二醇（用於飛機除冰的液體）產生的廢物來產生氫氣。」

此渲染顯示了三艘飛行中的編隊飛行。

空客

邁向環保航空旅行的重大飛躍

擁有航空公司和機場都可以使用的通用燃料，對整個行業來說是一個徹底的變革。

氫飛機的問世及其環境效益的程度將取決於未來幾年的吸收程度。空中巴士公司的維塔迪尼說：「我們的估計是，在我們為航空除碳的過程中，它將貢獻超過50％的份額。」

但是，在商業化任何類型的大型氫飛機方面，仍然存在許多技術障礙。

紐比說，這部分是由於重量和尺寸的限制，但是「還因為該行業對可靠性和安全性的要求很高，這就要求要達到很高的工程成熟度障礙，特別是對於客運服務。」

他說，氫動力航空不是萬靈丹。它將採用不同解決方案的組合，包括可持續航空燃料，電動，混合動力和更高效的燃氣輪機，為不同的任務提供動力，以幫助行業實現其排放目標。

紐比說：「在時間方面，小型氫動力支線飛機可能會在本世紀末使用。」

這對飛行者意味著什麼

在空中巴士確定配置之前，現在還不知道客艙將採用哪種形式或機上體驗會是什麼樣子。

但是可以可靠預測的是從人類敏感性的角度來看的感覺。如果空中巴士公司能夠將ZEROe降落到地面，那麼氫可能是防止假飛機的解毒劑。

在大流行中發起這些概念甚至可能是空中巴士公司的天才之舉，因為人們已經有時間，儘管被牽制，反思了可負擔航空的特權，同時承認它對地球的影響。

格雷說：「具有諷刺意味的是，科維迪德使很多人想起了當他們沒有看到凝結尾跡，沒有聽到大型噴氣發動機時世界的樣子。」 「從本質上講，飛行不是問題；碳是我們試圖解決的問題。」

「飛行給世界各地的個人提供了極大的個人和專業旅行機會，因此，重點必須放在解決排放和碳排放問題上。氫是一個改變遊戲規則的行業，行業為此而努力。」