氫能飛機準備起飛,但純電、半氫和外掛玩法各自不同

2023-08-10 10:15:00    編輯: Chen Kobe
導讀 零碳交通運輸在各個領域都在快速發展,從電動車、重型機具到電動船,但電動飛機則是一個巨大的挑戰。從新創公司到大型製造商正準備要測試他們的純電飛機,但每家公司的設計與測試方法卻存在許多差異。 當保守人士...


零碳交通運輸在各個領域都在快速發展,從電動車、重型機具到電動船,但電動飛機則是一個巨大的挑戰。從新創公司到大型製造商正準備要測試他們的純電飛機,但每家公司的設計與測試方法卻存在許多差異。

當保守人士還在擔憂電動車安全問題時,許多企業已經在研究如何讓飛機也能跟上零碳排運輸,從剛落幕的巴黎航空展中,可以看到從新創公司到跨國巨頭,都在研究氫燃料電池的可行性,不過他們的做法卻各不相同。

Beyond Aero 氫燃料電池純電動力

法國新創公司 Beyond Aero 瞄準小型飛機市場,符合歐盟航空安全局 CS23 認證的飛行器,起飛最大重量低於 8.5 噸,座位數在 4~8 人,在續航力達到 800 海裏(約 1,480 公裏)的條件下,可以滿足 80% 的商務飛行需求。

「現階段的電池技術用在飛機上不太可行,由於能量密度過低,只使用電池對飛機來說實在太重。」Beyond Aero 共同創辦人 Hugo Tarlé 表示,他們預計會混用燃料電池與純電池,提供飛機在不同階段的動力需求。

Beyond Aero 商務飛機的動力系統輸出功率將達到 1MW,相當於 1,341 馬力,為了產生這樣的動能,他們採用多顆燃料電池方案,運用氣態氫儲存,搭配電池與電動馬達的混合動力,達成高能量密度的儲能,又可以提供起飛時所需的最大動力。

但他們還需要面對電池效率、過濾器以及最關鍵的散熱問題,Beyond Aero 預期在 2030 年就可以完成所有測試,進入商業化運轉階段,屆時這些商務旅客的碳排放將大幅降低。

ZeroAvia 油氫混合引擎

相較於 Beyond Zero 從零開始的挑戰,英美合資的新創公司 ZeroAvia 認為,在現有的飛機引擎架構下,加上氫燃料電池,會是更快也更有效率的解決方案。

可以將這個方案理解為油電版本的飛機,他們第一個產品是改裝的 Dornier 228 飛機,這款 19 人座的老飛機以前曾經在台灣天空飛行,搭載兩具渦輪螺旋槳引擎。ZeroAvia 則將其中一具引擎,改為 600 kW 的氫燃料電池引擎(Hydrogen-electric engine),這會讓飛機的排放降低 90%、燃料與保養費用下降 40%,而且適合於各種舊機翻新。

▲ 改造舊飛機成雙動力的 ZeroAvia 測試機。(Source:)

這樣的技術並非完美,由於這款 ZA600 氫電混合引擎提供的動力和燃油動力相等,但重量大增,加上燃料電池的重量,改裝後的 Dornier 228 續航力最高大約是 550 公裏,比常規版本少了將近一半。

「飛機設計時的飛行距離,其實遠遠超過了經常使用的範圍」,ZeroAvia 策略長 James McMicking 表示,即使減少續航後,依然可以滿足 98% 的任務,所以他們並不擔心這個問題。相反地,改裝後的飛機還多了一個好處,當單邊的引擎必須關閉時,另一邊仍然可以提供動力,而且動力來源完全不同,某種程度上增加了安全性。

ZeroAvia 已經完成 10 趟試飛,在今年 7 月的測試中,飛機可以達到 5 千英尺高度,進行了全程 23 分鐘的飛行。他們預計在 2025 年就能進行第一次商務飛行,而最新的消息指出,西班牙 Surcar 航空已經下訂這款新飛機,提供前往加納利群島的旅客更乾淨的飛行旅程。

Airbus 不敢大意,測試 A380 混合動力

特斯拉在汽車產業掀起滔天巨浪,航空業巨頭 Airbus 可不想成為死在沙灘上的前浪。他們正在測試將一架 A380 飛機改造成氫燃料電池示範機,預計於 2026 年進行試飛。

和前兩家新創公司不同,Airbus 著眼於提供一百人乘坐的飛機,因此他們使用液態氫儲存,供給巨大的 MW 級燃料電池引擎使用。「燃料電池引擎不會是整架飛機的主動力,而是一個外掛裝置」,Airbus ZEROe 專案負責人 Hauke Lüdders 指出,他們希望在不同飛行階段,測試不同動力的表現,找出最高效率的方案。

▲ Airbus 的氫燃料電池引擎。(Source:)

ZEROe 計畫共有三個概念機,除了這款百人座飛機外,還有跟 ZeroAvia 類似的氫油混合動力,以及氫燃料電池純電動力兩種原型。

航空業是化石燃料使用最兇的產業之一,透過氫燃料電池技術,或許能夠改變這個現況,但氫能也並非唯一選項。包括創新電池技術,和已經在使用的生物燃料,都能夠減少飛機的碳排放。無論如何,這些企業正在進行的測試,很可能會決定人類下一個十年的天空新樣貌。

(首圖來源:)



關鍵字: , , , , ,


標題:氫能飛機準備起飛,但純電、半氫和外掛玩法各自不同

地址:https://www.utechfun.com/post/247685.html

鄭重聲明:本文版權歸原作者所有,轉載文章僅為傳播信息之目的,不構成任何投資建議,如有侵權行為,請第一時間聯絡我們修改或刪除,多謝。

猜你喜歡