万丰奥威子公司钻石飞机启动氢电混动飞机推进系统研究

近日，一家全球性的飞机制造商钻石飞机公司(Diamond Aircraft)正在协调一项由奥地利研究促进局(FFG)资助的开创性项目，旨在深入了解气态氢作为通用航空混合动力系统燃料的潜力。“H2EDT”(基于氢的双引擎电气化与数字化试验平台)项目联盟联合了约翰内斯堡应用科技大学(航空与电子工程研究所)、格拉茨理工大学(ITnA)、HyCentA以及IESTA的研究人员，将设计一个实验性的混合试验平台，以探索氢作为航空燃料所面临的挑战。相关研究将在钻石飞机公司位于维也纳新城的设施中持续进行至2025年底，包括制造和测试工作。

氢是一种零碳燃料，有望在可持续航空的未来发挥决定性作用。它既可以用于燃料电池(通过氢和氧的电化学反应产生能量，仅以水作为副产品)，也可以用于内燃机。通过这两种方式，氢都不会产生二氧化碳。只有在高温反应中(如氢燃烧)，在某些情况下才会产生氮氧化物排放。

低温燃料电池的零排放特性及其更安静的运行方式，使其不仅在汽车和maritime领域受到关注，在航空应用中也逐渐崭露头角。此外，与纯电动动力系统相比，氢动力系统具有更高的系统级能量密度，能够为零排放飞机提供更长的航程和续航能力。

然而，仅依靠氢进行飞机推进面临着重大挑战。其中包括氢燃料电池的功率重量比低(这会使其过重，无法满足峰值功率需求)，以及氢的存储问题——由于氢的密度低，在飞机机身的限制范围内需要大量的体积来存储。另一个挑战是安全和认证方面，因为氢容易泄漏且点火能量低，同时高压或低温氢存储系统也带来了安全挑战。

出于这些原因，研究团队正在实施一种混合氢电架构。他们认为这是充分利用电池的高功率密度和氢燃料电池动力系统的高能量密度的关键。这种架构还具有增加冗余的额外优势。

该试验平台将是一个缩放的通用航空平台，将包括机身、独立电池组、氢燃料电池、氢存储系统以及多达10个电动马达和螺旋桨。研究团队最初计划开发一个模拟通用航空双引擎飞机典型动力系统的试验平台。然而，鉴于对先进空中交通的兴趣迅速增长，该团队调整了设计，以便能够测试一个最多带有10个马达的垂直起降(VTOL)平台。

通过H2EDT试验平台，该项目已开始测试能源管理和热回收的整体方法，同时研究氢燃料电池以及航空应用中的存储和分配系统的性能和可靠性。

该项目的一个重要部分是设计一个数字孪生体，它整合了详细的CAD几何结构和性能模拟——后者得益于与格拉茨理工大学合作开发的模型。该模型将使用测试数据进行校准，并提供超出H2EDT测试范围的见解。其中包括对故障模式和不同环境条件(如高空飞行或高空气温度)的模拟。

该项目的另一个目标是为可能的后续氢项目(在全尺寸通用航空平台，如DA40或DA42上)定义认证和设计指南。同时，也在研究氢存储和分配系统特有的认证和设计挑战。

H2EDT标志着钻石飞机公司在氢推进研究方面的又一个重要里程碑。此前的成就包括波音幻影工厂在钻石HK36中集成燃料电池系统，以及参与AH2AS(奥地利氢航空研究)和同时期由FFG资助的项目(如奥斯特罗发动机公司与维也纳理工大学将柴油发动机改装为喷气A1/氢双燃料发动机)。H2EDT的研究结果预计将于2026年上半年公布。

下图展示了集成在完整的半尺寸CS-23垂直起降飞机中的H2EDT试验平台组件。该试验平台将在一个简化但具有代表性的平台上提供混合氢电架构的宝贵经验，加快开发周期，并确保未来混合飞机的安全性。

该项目获得了奥地利研究资助计划“Take Off”的资助。“Take Off”是奥地利共和国创新、 mobility 和基础设施部(BMIMI)的研究、技术和创新资助计划。奥地利研究促进局(FFG)已获得该计划的管理授权。

来源：公开信息，要点纵航整理

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