16
2026
04
德国宇航中心(DLR)测试航空发动机超低温氢燃料系统,耐受温度低至 - 423°F
Haechifuelcell
液态氢将在未来数十年成为推动航空业绿色转型的重要能源载体。尽管行业已取得阶段性进展,但若要实现氢动力中短途航班的低排放运营,仍需突破多项物理瓶颈并研发全新技术。德国宇航中心(DLR)研究人员依托新建的未来推进试验设施(FPT),正全力攻克这一课题。
2024 年,DLR 科隆推进技术研究所通过全面验证,确认航空发动机燃烧室能够 100% 使用气态氢安全稳定运行。但行业至今仍未开发成熟的氢气输送系统,也就是从燃料箱到燃烧室的燃料分配与调节系统,相关核心部件技术也面临诸多难题。
液态氢(LH₂)是技术攻关的核心难点。相比传统航空煤油,液态氢需要更大的存储空间、更高的工作压力,同时对温度要求极其苛刻。氢气在 “-253℃以下才会液化 ”,这一温度在工程领域被称为深低温(cryogenic)。燃料箱至发动机燃烧室前端的整套输送系统,必须全程稳定维持这一低温,无论飞机处于外界气温 - 30℃的巡航高度,还是吉隆坡机场地面 + 40℃的停机环境。
从船舶技术迁移,赋能航空应用
当前市场暂无成熟的航空级液态氢系统技术,DLR 因此联合多学科科研人员开展颠覆性研究,探索可行方案。团队针对航空应用场景,专门设计、制造储罐、泵体、输送管路及换热器等设备,并在地面 - 253℃深低温环境下完成测试。DLR 依托相关研究与可模拟航空工况的氢能试验平台,持续加快新技术研发进程。
液态氢从燃料箱输送至航空发动机涡轮时,压力最高需达到 100bar,这需要适配深低温环境的专用泵实现。项目负责人 Christian Fleing 介绍:“航空领域此前没有同类产品,但船舶工业已具备成熟应用案例。”DLR 随即与拥有多年船用泵制造经验的意大利企业 Vanzetti 达成合作,德国梅塞尔集团(Messer Group)也为项目提供深低温技术支持。
Fleing 补充道:“我们通过试验采集数据、验证方案可行性。这是漫长征程的第一步,也是至关重要的一步。”2026 年 2 月开展的试验达到技术成熟度 4 级(TRL 4),团队在实验室环境下完成部件与原型机验证。科研人员将依托实测数据开展计算机仿真,优化系统规模化设计,使其尺寸匹配航空实际应用标准。
DLR 推进技术研究所所长 Florian Herbst 表示:“我们在未来推进试验设施开展的试验,走出了航空工程师少有的创新路径:我们没有优化现有技术,而是从零研发一套全新的技术方案与系统构型。”
资金支持
未来推进试验设施于 2025 年 10 月建成投用,由德国联邦经济事务和能源部(BMWE)UpLift 航空研究计划出资,航空研究项目管理机构负责具体执行。UpLift 计划专注支持气候中性航空相关技术的研发与应用。
来源: Haechifuelcell
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