新能源航空:氢能飞机来了

在2023年,以Zeroavia、Universal Hydrogen和H2fly为代表的航空氢技术推动力量,可谓是忙得不亦乐乎,尤其是在液氢的航空工程应用开发上取得了不错的进展。近日,Universal Hydrogen首次在地面测试中使用液氢运行兆瓦级燃料电池动力系统。由于这些氢动力技术开发创新企业目前的目标是区域空中交通的固定翼飞机,因此他们的商业模式更多的是机型改装,需要依托强大的存量市场。这显然不符合咱们国家氢动力创新企业的市场路径,只能是依靠全新开发氢动力eCTOL或者eVTOL项目来带动。

 

以前我们还很少见到氢动力VTOL项目,但是从今年开始预计露脸的频率会越来越高。最近,瑞士Sirius Aviation推出液氢电动动力总成,目前看欧美关于氢动力的项目近两年增长速度非常快,国内仍然是平静如水,没有泛起一点涟漪。
1月17日,Sirius Aviation在瑞士帕耶恩机场举行的一场私人仪式上公布了其氢电动涵道风扇推进系统。氢燃料电池动力系统将作为Sirius Jet飞机的基础,增加氢电动垂直起降(eVTOL)飞机。同时Sirius Aviation也将出售其氢电动动力系统。Sirius已经接受了预订,计划于2025年第四季度交付。
氢电动推进系统包括燃料电池组、液氢燃料箱、电池组、增压电池组、DC/DC转换器、配电装置、专有电机、专有先进两相冷却系统和集成电力电子设备。每个电机为直径为300毫米的电动涵道风扇(EDF)供电;每个EDF重9.6公斤,峰值推力为100kg燃料电池组使用液氢和液氧,产生电和水的反应,飞机的排放只有水,因此实现了零排放。
Sirius Aviation成立于2021年,由一个传统飞行员家族创建,其使命是设计和制造用于城市和地区旅行的清洁、安全、经济、安静、远程和快速的eVTOL客机。Sirius Aviation正在利用总部位于乌克兰哈尔科夫的FED公司近一个世纪的航空航天研发专业知识,该公司成立于1927年,目前由波波夫家族的其他成员领导。
基本飞机就平台长33米,翼展相同。设想了三种版本:Sirius公务机、Sirius千禧喷气机和Sirius货运喷气机。这架喷气式飞机采用了现代时尚的设计,具有向下小翼的鸭翼、向上小翼的高主翼和V型尾翼。
 
Sirius公务机
该飞机共使用28个EDF:鸭翼倾转,鸭翼每侧前缘有四个EDF。在主翼上,10个EDF在每个机翼的后部排成一排,只有EDF向下倾转以进行垂直起降飞行。喷气式飞机有可伸缩的三轮起落架。
Sirius公务机载有一名飞行员和三名乘客。该飞机的估计巡航速度为600公里/小时,航程为1850公里,巡航高度为9144米。
Sirius千禧喷气式飞机可搭载一名飞行员和五名乘客,航程较短,为1050公里。
根据有效载荷的重量,Sirius货运将具有类似的性能。航空货运服务能力为5.1立方米。
Sirius喷气式飞机由碳纤维复合材料制成,具有高强度和重量比。根据Sirius的说法,其喷气式飞机将比直升机安静95%,在100米的距离内发出不到60分贝。在飞行中发生紧急情况时,有一个全机应急弹射降落伞。
Sirius的目标市场是公务机消费者。2023年12月,Sirius设想在2025年进行全尺寸Sirius公务机演示机的首次飞行。每架飞机的估计价格尚未公布,但计算出的每小时消耗约15升液氢,这使其比传统公务机更环保,1150英里的旅程(Sirius公务机)每座英里的成本不到0.50美元。