代爾夫特理工大學(xué)的學(xué)生團(tuán)隊(duì)AeroDelft正在設(shè)計(jì)第一架由液態(tài)氫和燃料電池驅(qū)動(dòng)的載人飛機(jī)。4月24 日，該團(tuán)隊(duì)透露了該飛機(jī)的原型，該飛機(jī)不排放任何有害的溫室氣體，只釋放水蒸氣。
在過(guò)去的120年里，航空業(yè)已經(jīng)從一些夢(mèng)想飛行的先驅(qū)者發(fā)展成為一個(gè)能夠每年攜帶超過(guò)40億旅客到達(dá)目的地的行業(yè)。這種擴(kuò)張導(dǎo)致航空業(yè)占全球二氧化碳排放量的2%，其中燃燒化石燃料是其主要原因。因此，航空在氣候變化中起了很大作用，這是由二氧化碳等溫室氣體引起的。
液態(tài)氫
“氫電池的效率和安靜性非常好。由于這些優(yōu)勢(shì)，更多的運(yùn)輸公司正在選擇氫氣。“ - 空中客車(chē)首席執(zhí)行官Guillaume Faury
學(xué)生們正在為“鳳凰”設(shè)計(jì)推進(jìn)系統(tǒng)，這是預(yù)期飛機(jī)的名稱(chēng)，它使用儲(chǔ)存在氫氣中的能量為飛機(jī)提供動(dòng)力。使用氫氣的決定是合乎邏輯的：氫氣是最輕的元素，每千克能量是煤油的三倍。空中客車(chē)公司首席執(zhí)行官Guillaume Faury最近接受采訪時(shí)說(shuō)： “氫電池的效率和安靜性非常好。由于這些優(yōu)勢(shì)，更多的運(yùn)輸公司正在選擇氫氣。已經(jīng)有汽車(chē)和汽車(chē)在周?chē)?qū)動(dòng)氫氣“。在運(yùn)輸行業(yè)中使用氫氣作為燃料似乎并不合理。
學(xué)生們決定以液體形式儲(chǔ)存氫氣，因?yàn)檫@樣可以占用更少的空間，因此可以比氣態(tài)氫氣更有效地儲(chǔ)存。代爾夫特團(tuán)隊(duì)面臨的主要挑戰(zhàn)是如何將液態(tài)氫保持在-253°C的低溫。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，油箱設(shè)計(jì)有20厘米厚的絕緣層。在操作期間，氫氣與來(lái)自燃料電池中的大氣的氧氣混合，產(chǎn)生電力和蒸汽。
靈感
氫的使用帶來(lái)了一系列挑戰(zhàn)。氫的高能量含量使其成為相當(dāng)不穩(wěn)定的燃料。為了滿足航空業(yè)設(shè)定的嚴(yán)格安全要求并保證乘員的安全，該團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一個(gè)安全系統(tǒng)，可以在緊急情況下從飛機(jī)上排出氫氣。在飛行過(guò)程中，車(chē)載電池也會(huì)充電，這使得飛行員可以繼續(xù)飛行一段時(shí)間并安全降落。
另一個(gè)挑戰(zhàn)是氫的可持續(xù)生產(chǎn)。使用目前的方法，需要太多的能量來(lái)大規(guī)模生產(chǎn)液態(tài)氫。隨著飛機(jī)設(shè)計(jì)的展示，AeroDelft團(tuán)隊(duì)希望展示氫作為燃料的可能性和潛力，從而與代爾夫特理工大學(xué)航空航天工程學(xué)院院長(zhǎng)達(dá)成一致，他最近表示： “航空航天工業(yè)面臨著面臨重大挑戰(zhàn)：航空業(yè)向可持續(xù)飛行的短期演變。這種演變要求工程師開(kāi)箱即用，并與我們可以改變世界的信念和思維方式進(jìn)行合作。這種思維方式促使AeroDelft的學(xué)生開(kāi)發(fā)這種飛機(jī)“。通過(guò)向世界展示可以安全地駕駛液態(tài)氫動(dòng)力飛機(jī)，該團(tuán)隊(duì)希望激勵(lì)公司投資氫氣并提高其生產(chǎn)效率。
“航空航天業(yè)面臨著一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)：航空業(yè)向可持續(xù)飛行的短期演變。” - Henri Werij，航空航天工程學(xué)院院長(zhǎng)TU Delft
AeroDelft的工程師計(jì)算出最終的有人駕駛飛機(jī)將能夠通過(guò)一個(gè)液氫罐從代爾夫特飛往摩洛哥。為了實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，飛機(jī)需要盡可能高效地飛行。對(duì)飛機(jī)效率有很大貢獻(xiàn)的因素是革命性的“邊界層吸力”系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括1400萬(wàn)個(gè)直徑為0.1毫米的機(jī)翼，可以“吸走”機(jī)翼頂部的薄薄一層空氣，使燃油消耗降低15%。
試飛
該團(tuán)隊(duì)由來(lái)自23個(gè)不同國(guó)籍的35名學(xué)生組成，將在2019年9月7日測(cè)試該飛機(jī)的比例模型，然后在2021年繼續(xù)測(cè)試鹿特丹海牙國(guó)際機(jī)場(chǎng)的全尺寸飛機(jī)。
