多家技术公司联手验证使用液氢为涡轮航空发动机提供动力的可行性

TurboTech公司为氢燃料改装的TP-R90发动机专为2至7座的通用航空和轻型飞机设计

将近一年前的今天，即2024年1月11日，赛峰集团和TurboTech公司使用氢气成功对小型TP-R90 涡轮螺旋桨发动机进行了地面测试，该发动机设计用于2至7座飞机。 这是"BeautHyFuel"项目的一部分，该项目由多家航空企业合作开展，旨在探索将氢气用于轻型航空的潜力。

2025年1月13日，在法国民航局的支持下，TurboTech公司、赛峰集团和液化空气公司（一家专门从事先进低温储氢的公司）成功地对一台以液氢为燃料的涡轮发动机进行了地面测试。 这标志着这种燃料首次用于为轻型航空市场设计的涡轮发动机。

双方的合作充分利用了各自的专业领域。 TurboTech公司专注于超高效轻型涡轮机技术，赛峰集团在推进系统和燃料系统设计方面拥有丰富的经验，液化空气公司则专注于氢气储存和处理管理。

TurboTech首席执行官达米安-福韦特（Damien Fauvet）说："这是向完全脱碳飞机推进器过渡迈出的重要一步，只要全球大规模生产绿色氢气，飞机就可以飞行。"

氢气经常被赞誉为化石燃料的清洁替代品。 低温燃烧时，氢气唯一可量化的排放物是水。 然而，当在高达 2000 ºF（1093 ºC）的高温下燃烧时，空气中的氮气会与氧气发生反应，生成氮氧化物（NOx），这种物质会与空气中的水分混合，生成硝酸，也就是所谓的"酸雨"。

氢本身具有极高的火焰温度，最高可达约 5500 ºF（3038 ºC），是产生氮氧化物的最佳条件。 使用喷水、分段燃烧、稀释（更少的燃料，更多的空气）等冷却方法，或仅仅使用冷却后的燃料，可以减少内燃机中产生的氮氧化物。

虽然燃烧氢气可能还不是"纯净完美"的解决方案，但即使在最脏的情况下，它也比燃烧煤油或汽油干净得多，因为氢气不会产生二氧化碳、烟尘或其他未燃烧的碳氢化合物。 按重量计算，氢气的能量也高于航空燃料（煤油）。 煤油的能量约为 12.0 千瓦时/千克，而氢气的能量几乎是煤油的三倍，高达 33.3 千瓦时/千克。

液化空气先进技术公司副总裁Xavier Traversac表示："作为公认的氢技术专家，我们很荣幸能参与这个项目。氢气是能源转型的关键要素之一--这次成功是向低碳飞行迈出的又一步。"

从长远来看，氢气是更清洁、更可持续的途径，尤其是随着技术和基础设施的改善。 目前，氢既昂贵又难以处理。 它需要专门的设备和发动机来制造、储存和使用。 液态氢甚至需要更多的专业设备，因为它必须保持在-423 ºF（-253 ºC）或以下才能保持液态。

与气态氢相比，液态氢的优势在于储存。 即使在高压（10150 磅/平方英寸/700 巴）条件下储存，氢气的密度仍然大大低于液态氢（液态氢的储存压力通常在 15-145 磅/平方英寸（1-10 巴）之间），因此可以在相同体积内储存更多燃料。 更多的燃料意味着更长的续航里程。

赛峰集团氢能项目副总裁Pierre-Alain Lambert补充道："通过将我们的技术与液化空气公司的低温储存系统相结合（该系统可提供飞机应用所需的能量密度），我们证明了在飞行过程中实现零碳排放的完整高科技推进解决方案是可能的，并且可以直接集成到轻型飞机中。"

我们期待着未来的飞行测试。

资料来源 Safran Group