創新者研製“綠色”氫動力飛機,欲9日環球不間斷飛行

法國萊薩布勒多洛訥(美聯社)——十年前,航空先驅貝特朗·皮卡德(Bertrand Piccard)帶頭駕駛一架以太陽能爲動力的飛機進行了一次大肆宣傳的環球飛行,這提高了人們對氣候變化的認識,但對變革航空旅行而言幾乎沒有什麼希望。

現在,這位66歲的瑞士冒險家是“陽光動力號”(Solar Impulse)背後的推動者,目標更高了,他希望朝着更環保的商業飛行邁進,這次使用的是超低溫液態氫。

在法國大西洋沿岸的一個車間裡,皮卡德和他的夥伴們正在推進“氣候動力號”(Climate Impulse)項目。該項目於去年2月啓動,計劃駕駛一架雙座飛機在9天內不間斷地環球飛行,使用的燃料是所謂的綠色氫。綠色氫是通過一種叫做電解的過程,利用可再生電力從水分子中分解出來的氫。

“氣候動力號”團隊的支持者包括空中客車公司(Airbus)以及一家名爲先思強(Syensqo,發音爲“science - co”)的科學孵化器,該孵化器由比利時製藥公司索爾維(Solvay)創立。週四,該團隊在萊薩布勒多洛訥向記者介紹了項目第一年的進展情況。萊薩布勒多洛訥是一個因舉辦旺代環球帆船賽(Vendee Globe)而聞名的海濱小鎮。

首次試飛計劃於明年進行,但艱苦的環球之旅定在2028年。這架由輕質複合材料製成的飛機依賴於幾項未經測試的創新技術,遠非十拿九穩。

皮卡德說,一家大型飛機制造商不會承擔製造像“氣候動力號”這樣的原型機的風險,畢竟萬一失敗的話損失巨大。

“成爲先驅是我的職責,”他在一次採訪中說,“我們必須證明這是可能的,然後這對其他人繼續做這件事是一個很大的激勵。”

專家們表示,就算項目成功了,商業規模的綠色氫動力飛行最快也要幾十年後才能實現。該項目已經吸引了數千萬歐元(美元)的投資,數十名工作人員組成的團隊也在不斷壯大。

“氣候脈衝”(Climate Impulse)項目的工程師兼副駕駛員拉斐爾·迪內利(Raphael Dinelli)表示,十年前的太陽能飛機是一項技術壯舉,但無法實現規模化。

他說,要容納100名乘客,“太陽動力”(Solar Impulse)飛機的加強版需要翼展達300米的太陽能電池板機翼。2015年飛行的那架飛機航程有限,在環球飛行途中還停靠了14次。

“氣候脈衝”的目標是在無輔助設備的情況下起飛,以約每小時200公里(125英里)的平穩速度沿着赤道環繞地球飛行約40,000公里(約25,000英里),並且在不進行空中加油、中途完全不停靠的情況下返回起點。

從飛機機翼下方超絕熱的儲罐中控制釋放液態氫,使其受熱變成氣體,這有點像19世紀以加壓水蒸氣爲動力的蒸汽機的原理。但與蒸汽機的機械操作不同的是,氫蒸發產生的能量會滲入爲飛機提供動力的燃料電池膜。

由於使用的是氫,唯一的排放物將是水蒸氣。不過,外部專家警告稱,在現實世界或大規模場景下,這種水蒸氣“尾跡”對環境的影響仍然未知。

很多人都在尋找碳基燃料的替代品,以淨化航空旅行,國際能源署稱航空旅行約佔全球導致溫室效應的二氧化碳排放量的2%。

氫氣在航空飛行中的使用已有數十年,但一直是以氣體形式,而非液體形式。液態氫的使用規模擴大還需要時間。如今,化石燃料更便宜、更高效,仍然是氫氣的主要生產來源。

去年,該團隊建造了駕駛艙外殼,開始建造翼樑,並確定了內部組件。這些組件包括旋轉座椅、一個鋪位和一個類似固定自行車的鍛鍊系統。這是爲了給兩名副駕駛促進血液循環,他們將在低氧環境下擠在一架小飛機里長達九天。

最艱難的部分還在後面。

計劃今年對燃料電池和推進系統進行測試,以確定電動機、螺旋槳和電池是否能用於初始的全電動飛行階段。

迪內利(Dinelli)說,最棘手的部分是調節液氫的流量,好確保在儘可能長的航程裡高效消耗(液氫)。

還有一個挑戰,就是:液氫必須保持在零下253攝氏度(零下423華氏度),也就是接近絕對零度。建造一個防泄漏的儲罐至關重要。液氫高度易燃,所以任何滲漏都可能帶來毀滅性的後果。

到現在,液氫可能最出名的就是當火箭發射到太空的推進劑。

空中客車公司表示,氫是他們在2035年之前把低碳商用飛機推向市場這個目標裡的重要“途徑”,並援引估計數據稱,氫可以將航空業的二氧化碳排放量削減一半。

有一位外部專家說,電動飛機的發展遠遠落後於地面電動汽車的應用。

羅蘭貝格諮詢公司的負責人尼基爾·薩克德瓦,他和這個項目沒有關係,他說:“航空業還沒有迎來‘特斯拉時刻’。氫有潛力成爲航空業的‘特斯拉時刻’,這就是爲什麼值得把這件事做好。”

電池的重量對地面上的電動汽車來說很重要,對航空業來說則更爲重要。

而且,使用超低溫液態氫“極其困難,我們現在勉強維持幾分鐘。而在這裡我們說的是要安全地維持數小時,”薩赫德瓦說道。