航空制造业脱碳新进展

新冠肺炎疫情并没阻挡全球航空业可持续性发展的脚步。

6月21日,国际航空运输协会(IATA)在多哈呼吁:各国政府应制定大规模激励措施,迅速扩大可持续航空燃料(SAF,Sustainable Aviation Fuel)的使用。根据国际航协公布的数据,2021年,全世界可持续航空燃料的可用产量为1.25亿升,尽管价格是传统航空燃油的两到四倍,航空公司还是把每一滴都买走了。通过预期和计算,国际航协得出了阶段性目标:如果各国政府支持全球可持续航空燃料的产量在2030年达到300亿升,将会迎来一个转折点,向市场发出明确的信号,投资可以带来高产量和低价格。实现了这个阶段性的小目标,可持续航空燃料就可能在减少碳排放方面发挥预期的作用。

这是计划的一部分。计划是去年10月国际民航组织(ICAO)确立的:2050年全球航空运输要实现净零排放的目标。

气候与环境问题和每个人息息相关,各国政府、民航局、航空公司、机场、空中交通管理部门、航空制造企业正在展开行动,从技术、运营、可持续航空燃料和碳抵消等方面探索开创新路径。“飞机烧什么”始终是科技创新的关键领域。可持续航空燃料的开发前景怎么样?氢能源汽车已经驰骋在北京冬奥会赛场外,氢动力飞机是否可行?还有什么可开发的清洁能源为飞机提供动力?

100%可持续航空燃油

6月21日,普惠加拿大公司进行了100%可持续航空燃油的飞行测试,测试取得了成功。

这次飞行测试是在一架配备双PW127M涡轮螺旋桨发动机的ATR72-600飞机上进行的。这是一架布拉森航空公司的飞机,两台PW127M发动机都使用了Neste MY的可持续航空燃油,飞机从瑞典的马尔默机场起飞,经过两个小时的飞行测试,降落在斯德哥尔摩的布罗姆马机场。

PW127M涡轮螺旋桨发动机(图源:普惠)

二十一世纪的第一个十年,普惠加拿大发动机的可持续航空燃油的兼容性只有50%,这是他们首次实现使用100%可持续航空燃料飞行。这对PW127M发动机也是全球首次实现这一目标的涡轮螺旋桨发动机。涡轮螺旋桨发动机和类似航线、类似尺寸的喷气动力发动机相比燃料消耗减少40%,排放也少40%。和传统煤油相比,可持续航空燃油可以减少80%的排放,是未来长航线飞行的重要解决方案。

全电动

6月21日,美国《航空周刊》网站报道,德国初创公司Vaeridion计划开发一种航程500公里,可搭载9名乘客的全电动支线客机。它的巡航速度为130~170节(241~315千米/小时),最大起飞重量5.7吨。据悉,开发计划的第一步是把电池系统集成到机翼上,这样可以有效减轻重量。

Vaeridion设计研发的全电动支线客机(图源:美国《航空周刊》网站)

2021年9月,前空客公司工程师Ivor van Dartel和Sebastian Seemann创立了Vaeridion公司,他们之前参与了空客公司的E-Fan X混合动力演示机项目。Vaeridion公司正处在飞机和系统架构的概念设计阶段,在考虑欧洲CS-23 3级认证的适航要求的前提下,接下来将开展机翼的详细设计、电池和翼盒的结构集成,然后制造并对功能结构一体化的电池组开展测试。

氢动力

氢动力飞机也是实现净零碳排放计划的一部分,现在预测它将更多地用于短途航线。今年年初,空客与CFM国际公司签署合作协议,于2025年左右共同启动一项氢示范项目。该项目旨在对氢燃料发动机进行地面和飞行测试,为2035年前将一款零排放飞机投入使用做好准备。他们将用一架空客A380测试飞机作为飞行测试平台,配备空客的液氢罐。空客还将负责制定对氢推进系统的要求,监督飞行测试,并提供A380平台在巡航阶段对氢燃料发动机进行测试。为了能够采用氢燃料运行,CFM国际公司将对GE Passport发动机的燃烧室、燃料系统和控制系统进行改造。在美国组装的发动机因其尺寸、先进的涡轮机械和燃油流动能力而被选用。它将被安装在飞行测试平台的后机身段上,以便对发动机的排放(包括尾迹)与为飞机提供动力的发动机的排放进行独立监测。CFM将在A380飞行测试之前完成大量地面测试。

ZEROe氢动力项目(图源:空客)

6月24日,空客在苏州工业园建立研发中心,重点围绕氢能源基础设施开展研究工作。(中国民航报 记者刘蔚)

编辑|张   彤

校对|王亚玲

审核|程   凌

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