本报（chinatimes.net.cn）记者王潇雨 图卢兹报道
在航空业“脱碳”目标日益迫近的压力下，飞机制造商也开始加快对新一代商用飞机相关新技术以及研发方案的落地。尽管目前尚有数千架规模的储备订单仍待交付，且已经在单通道干线客机市场占据了显著优势，但欧洲空中客车公司（下称“空客”）依然以自我革命的姿态启动了以清洁能源为基础的新一代单通道飞机的研发计划。
押注氢动力
在3月底举行的2025空客峰会上，这家欧洲制造商概述了准备在本世纪30年代后半期投入使用的下一代单通道飞机的潜在技术基础，并修订了与氢动力飞行相关的技术成熟路线图。
这实际上并不是空客第一次公布将使用氢动力作为新一代商用飞机的核心动力方案，早在2020年一项名为ZEROe的氢动力系统飞机计划就已经推出，这一计划包括涡扇、涡桨、翼身融合以及全电动在内多种发展路线的新飞机概念，ZEROe的核心创新之一是使用氢气燃料作为飞机的动力来源，这使得飞机在飞行过程中仅排放水蒸气，完全消除了二氧化碳的排放。
按照此前发布的计划，ZEROe将在2028年左右正式启动，2035年左右投入运营。但不久前空客宣布该计划“因技术发展速度低于预期”，因此可能比原计划推迟5-10年。
但从最新公布的路线图来看，尽管被认为在基础设施、生产、分销和监管框架等方面存在诸多挑战，但在峰会上，多位空客的高层管理人员以及相关技术项目负责人都重申了其“氢路线”的确定性。
“相比可持续航空燃料（SAF）目前在基础设施方面的进展，绿色氢燃料的基础设施还远未到位，”空客CEO 傅里（Guillaume Faury）在峰会期间接受包括《华夏时报》记者在内的专访时，对于修订氢动力飞机发展计划时表示，“更关键的问题是，如果飞机为了使用氢动力而做出的一些技术变化导致其竞争力不如使用SAF方案的飞机，我们就需要继续优化技术路线，同时等待绿色氢能的生态系统足够成熟。”
空客再次确认了将商业化可行的氢能源飞机推向市场的承诺，并介绍了部分关键技术，这些技术将使全电动、燃料电池驱动的民用飞机成为可能。
在空客方面看来，经过多年对氢能航空的研究，这是一条最有前途的发展路径。
2023年，空客成功演示了1.2兆瓦氢推进系统，并于2024年完成了集成燃料电池堆、电动机、变速箱、逆变器和热交换器的端到端测试。为了解决飞行中液氢处理和分配的挑战，空客与Air Liquide Advanced Technologies公司合作，在法国格勒诺布尔开发了液氢面包板（LH2BB）。综合地面测试计划于2027年在慕尼黑的电动飞机系统测试中心进行，届时还将结合推进台和氢燃料分配系统进行全面的系统验证。
空客首席技术官Sabine Klauke在峰会期间接受包括本报记者在内的专访时表示，“新一代飞机建立在发动机、系统以及材料等诸多方面的颠覆性变化上，而氢动力只是其中很小一个部分，但这是一个关键的部分，能够真正推动项目更进一步的因素。这也是我们将继续完全致力于推动氢动力的成熟的原因。”
Sabine Klauke也认为目前“生态不成熟”也是氢动力能否真正在商业航空领域实用化需要解决的关键问题，“我们目前没有足够的绿色氢能源，机场等基础设施方面也需要完善，在这方面中国能发挥重要的作用。”
空客目前在苏州建立了中国研发中心，其主要目标就是“利用长三角地区的航空和氢能产业链优势，专注于提供制造创新、电气化、客舱体验以及新技术的研发服务，以数字化、智能化为引领推动航空航天产业的转型升级。”
空中客车未来项目负责人Bruno Fichefeux在峰会期间表示：“氢能是我们致力于航空脱碳的核心。虽然我们已经调整了发展路线图，但我们对氢动力飞行的投入坚定不移。正如我们在汽车行业看到的那样，从长远来看，由氢燃料电池驱动的全电动飞机可能彻底改变航空运输，为可持续航空燃料途径提供补充。”
这些技术作为氢动力飞机新概念的一部分得到了特别地展示。该飞机由四台2兆瓦电力推进发动机提供动力，每台发动机均由一个燃料电池系统驱动，可将氢和氧转化为电能。四个燃料电池系统将通过两个液氢罐提供动力。这一概念将在未来几年继续完善，更多测试将有助于完善与氢燃料储存和分配，以及推进系统相关的技术。
空中客车ZEROe项目负责人Glenn Llewellyn表示：“我们在过去五年中探索了多种氢动力推进概念，最终选择了这种全电动概念。我们相信它可以为氢动力民用飞机提供必要的功率密度，并随着技术的成熟而不断发展。未来几年，我们将专注于推进存储、分配和推进系统，同时也倡导确保这些飞机能够飞行所需的监管框架。”
未来飞机
根据空客发布的最新计划，其新一代单通道飞机有望本世纪30年代后半期投入使用。
空客提供了更多关于关键技术模块的详细信息，这些技术可以使下一代单通道飞机在投入使用时实现与当前一代飞机相比，预计燃油效率将提高20-30%，并且能够使用高达100%的可持续航空燃料（SAF）飞行。空客还公布了新的设计概念，展示了为这款未来飞机正在研究的不同构型，强调了正在探索的各种潜在解决方案，以实现飞机效率的重大飞跃，并支持航空业在2050年实现净零排放的路线图。
Bruno Fichefeux表示：“每秒都有一架空客飞机起飞，将世界各地的人员、货物和商业连接起来。我们拥有业界更先进的飞机产品组合，超远程型A321XLR处于当今单通道飞机技术的前沿。现在，我们正在充分利用我们所做的一切，准备下一次飞跃，让我们的单通道飞机变得更好，并在时机成熟时引领飞行的未来。”
空中客车研发与技术负责人Karim Mokaddem补充道：“空客团队正在不懈努力地做出关键决策，一旦飞机的发动机类型、机翼设计和其他创新得到证明，这些决定将最终确定。”
这些技术包括采用颠覆性开放式风扇设计得更高效发动机；可显著提高空气动力学性能的长折叠式机翼；支持混合动力架构的下一代电池，其中电力越来越多地用于支持飞机上的推进和非推进功能，以及用于互联飞机的轻质材料和集成系统。
作为飞机动力系统核心的发动机方案，在现有的航空发动机几乎已经将推力与能效通过各自的新技术在当前技术条件下发挥出几乎全部潜能的情况下，一些其他的设计方案则再次成为新的研究方向，其中就包括并非新构型的开式转子发动机技术。
空客方面透露正在与航空发动机制造商CFM合作开发一款全新的开式转子发动机，CFM合资方母公司之一的通用电气航空航天集团首席技术和运营官Mohamed Ali在峰会期间对包括《华夏时报》记者在内的媒体记者表示，“提高喷气式发动机燃油消耗和效率的最佳方法之一就是将其做大，尤其是发动机前部的风扇尺寸。开式转子发动机可以显著提升发动机的涵道比，可以比现有的发动机技术提升20%以上的燃油效率。”
被命名为RISE的新一代开式转子发动机项目在2021年启动，并且已经在多个大型行业展会上展出过全尺寸模型。在空客峰会现场的展示区，本报记者看到一架挂载着RISE发动机的空客A380等比例模型用于现场展示，CFM团队还通过虚拟现实技术向与会者展示了关于这款发动机更多的细节信息。
“开式转子发动机目前面临的一些挑战包括全新的空气动力学、噪音问题。”Mohamed Ali表示，“在世界各地，我们的工程师都在迎接这一挑战，开发革命性的技术来推动所需的效率提升。开放式风扇架构是最有前途的发动机技术，可帮助行业减少飞行排放，旨在满足或超越客户对耐用性的期望，并使用传统或替代喷气燃料实现燃油效率的重大改变。”
此外，新设计的飞机另一个重大的变化在于机翼。空客Wing of Tomorrow 项目负责人Sue Partridge在峰会期间表示，“新设计的机翼为了提升空气动力学效率，将变得更细更长，但相对来说带来的挑战在于与目前民用机场设施的兼容性，因此我们选择采取翼尖折叠的技术。”
类似的问题在目前波音研发的777X系列机型上也曾经遇到，因此波音设计了一个由复杂机械装置驱动的翼尖折叠方案。
除此之外，空客还将通过在其他前沿技术方面的探索来增加氢动力飞机从概念走向落地的诸多技术和生态目标的实现，其中就包括与此前曾作为成员之一驾驶阳光动力号太阳能飞机环球飞行的瑞士探险家伯特兰·皮卡德（Bertrand Piccard）的阳光动力基金会达成合作。
空客基金会宣布与阳光动力基金会建立为期三年的合作伙伴关系，旨在通过推动创新与协作，促进全球可持续发展。该合作致力于发掘并加速推广可规模化的自然导向型解决方案，以应对紧迫的全球性挑战。
通过此次合作，成功入选的项目将获得丰富的资源支持，包括空客在航空航天领域的技术能力支持，例如用于地球观测的卫星数据，以及用于高效空中评估与验证的直升机。这些能力将助力入选项目应对从生态系统退化、水资源安全，以及从自然灾害风险到例如卫星环境检测系统解决方案等关键社会问题。
在峰会期间，伯特兰·皮卡德向包括本报记者在内的媒体记者透露，他正在进行的液态氢动力飞机项目计划在2028年实现首次无停靠和无排放的环球飞行。
据伯特兰·皮卡德透露，他的团队正在包括复合材料液态氢罐等方面技术上做出新的尝试，而包括空客在内的很多工业合作伙伴都将给予技术支持，其目标是驾驶氢动力飞机以180公里/小时的速度不做停留持续九天完成又一次环球飞行。
虽然这种前沿探索性质的飞行器与真正的商用飞机在性能和设计理念等方面有着巨大差异，但这类活动在对于新技术探索应用，以及相关理念的推广等诸多方面都将对航空业脱碳带来更多积极作用。
责任编辑：黄兴利 主编：寒丰