创新者准备在“绿色”氢能飞机上工作,并计划进行为期 9 天的不间断地球之旅
快速阅读: 《今日日本》消息,十年前,贝尔特朗·皮卡尔带领团队完成了太阳能飞机的环球飞行,虽提升了公众对气候变化的关注,但未实质改变航空旅行。如今,66岁的皮卡尔致力于用超低温液态氢推动绿色商业飞行。气候动力项目计划在2028年实现绿色氢动力飞机的环球飞行,但面临技术和资金挑战。尽管如此,专家认为氢动力飞行有望大幅减少航空业的碳排放。
十年前,当航空先驱贝尔特朗·皮卡尔带领他的团队驾驶一架由阳光驱动的飞机完成备受瞩目的环球飞行时,虽然提高了公众对气候变化的关注,但并未对改变航空旅行的前景产生实质性的影响。如今,这位六十六岁的瑞士冒险家——太阳驱动号的背后人物,目标更加高远,他希望通过使用超低温液态氢,推动更加绿色的商业飞行,从而迈向更可持续的未来。从法国大西洋沿岸的一个车间里,皮卡尔和他的合作伙伴正积极推进气候动力项目。该项目始于去年二月,旨在驾驶一架双座飞机在九天内不间断地环绕地球,燃料为所谓的绿色氢气。绿色氢气是通过可再生能源电解水分子分离出氢气的过程获得的。
气候动力团队的赞助者包括空客公司和名为“赛恩斯科”的科学孵化器,后者诞生于比利时制药公司索尔维。周四,该团队在圣马洛昂奥莱龙向媒体展示了其第一年的进展。这个海滨小镇因举办旺代环球帆船赛而闻名。首次试飞计划于明年进行,但艰苦的环球之旅定于2028年。
这架飞机采用轻质复合材料制造,依赖于几个未经测试的创新技术,因此尚不确定能否成功。皮卡尔说:“如果失败,一家主要的飞机制造商不会承担生产像气候动力这样的原型的风险。我的工作就是做一个先驱。”他在一次采访中说,“我们必须证明这是可能的,然后这对其他人继续前进是一个很大的激励。”
即使项目成功了,专家们表示,大规模商用的绿色氢动力飞行至少还需要几十年的时间。该项目已经吸引了数千万欧元的投资,团队人数也在增加。十年前那架太阳能飞机是一项技术壮举,但不具备可扩展性。气候动力项目的工程师兼副驾驶员拉斐尔·迪纳利说。为了容纳一百名乘客,改良版的太阳驱动号需要太阳能电池板翼展长达三百米。2015年飞行的飞机航程有限,在其环球飞行过程中还停飞了十四次。
气候动力的目标是自主起飞,以约两百公里每小时(约一百二十五英里每小时)的速度沿着赤道飞行大约四万公里(约二万五千英里),并在不进行空中加油的情况下返回起点,且全程不停靠。从飞机机翼下的超隔热油箱中控制释放液态氢,使其加热成气体,有点像十九世纪蒸汽机由加压水蒸气驱动的方式。但是,与蒸汽机中的机械操作不同,氢气蒸发的能量会渗入燃料电池的膜中,为飞机提供动力。因为它是氢气,唯一的排放物将是水蒸气。
然而,外部专家警告说,在实际或大规模情况下,这种水蒸气“凝迹”的环境影响仍未知。许多人都在寻找替代碳基燃料的方法,以清洁空气旅行。国际能源署称,航空旅行约占全球温室气体二氧化碳排放量的百分之二。氢气已经在飞行中使用了几十年,但作为气体而非液体。液态氢的使用需要时间来扩大规模。化石燃料因其成本更低、效率更高,目前仍然生产大部分氢气。许多政府希望生产更多的绿色氢气,但目前,世界无法为陆地上的电力需求提供足够的清洁能源,更不用说为飞机在空中广泛使用提供足够的能源。
在过去的一年里,团队建造了驾驶舱外壳,开始建造翼梁,并最终确定了内部组件。这些组件包括旋转座椅、铺位和固定自行车式的健身系统,以促进两名副飞行员在低氧条件下连续九天飞行的小型飞机内的血液循环。最难的部分还在后面。今年计划对燃料电池和推进系统进行测试,以查看电动马达、螺旋桨和电池是否可以用于最初的全电动飞行阶段。最棘手的部分是调节液态氢的流量,以确保在尽可能长的距离内高效消耗。迪纳利说。另一个挑战是:液态氢必须保持在零下二百五十三摄氏度(零下四百二十三华氏度),接近绝对零度。建造一个防漏油箱至关重要。液态氢非常易燃,任何泄漏都可能导致灾难性后果。到目前为止,液态氢最著名的应用可能是作为火箭推进剂将其送入太空。
空客公司将氢气视为实现低碳商用飞机于2035年投放市场的“重要途径”,并引用估计数据称,氢气可以将航空业的二氧化碳排放量减半。飞机由电力驱动远远落后于地面电动车的普及。一位外部专家说。“航空业还未经历类似特斯拉的突破。”咨询公司罗兰贝格的合伙人尼希尔·萨查德瓦说,他与该项目无关。“氢气有可能成为航空业的转折点,这就是为什么值得这样做。”电池重量对地面电动汽车来说至关重要,在航空领域更是如此。此外,使用极冷的液态氢“极其复杂”,我们目前只能安全运行几分钟。而在这种情况下,我们要讨论的是安全地持续数小时。
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