近日，由中国工程院院士杨凤田主持研制的世界首款四座氢内燃飞机原型机在沈阳成功首飞。据试飞员反馈，飞机动力充足、振动较小、操纵性能良好。

　　氢能飞机因能显著降低航空领域碳排放，越发受到国家重视。2023年10月，工信部等四部门印发的《绿色航空制造业发展纲要（2023—2035年）》提出，积极布局氢能航空关键技术研发，开展适用于氢能源飞机的新型结构布局技术研究；2023年12月，中央经济工作会议明确，打造生物制造、商业航天、低空经济等若干战略性新兴产业。

　　“氢能飞机将带来航空技术及应用的颠覆性变化，有望创造氢能航空产业并形成丰厚的市场回报。”杨凤田表示，加快发展氢能飞机，对于抢占新能源航空技术制高点具有重要意义。

　　■ 高热值、无污染

　　“这架原型机用氢作动力来源，具有热值高、无污染等优点，碳排放量接近零。”动力系统首席专家、北京理工大学教授孙柏刚向《中国能源报》记者介绍，比如，汽油的热值是44兆焦/公斤，而氢气则高达120兆焦/公斤。

　　沈阳航空航天大学原校长、辽宁通用航空研究院首席技术专家孙小平表示，此次研究成果有助于我国“双碳”目标的实现，将为全球绿色航空产业发展贡献中国智慧。

　　据了解，此次试飞的原型机搭载国内首款2.0升零排放增压直喷氢燃料内燃机，主要核心部件初步实现国产化，发动机功率达120千瓦。

　　谈起研发历程，孙柏刚如数家珍，“2021年底，项目研制工作启动，主要专注飞机的供氢系统；2023年3月，该机型的验证机完成验证试飞，成为我国自主研制的第一架以氢内燃机为动力的通航飞机；今年1月4日，原型机发动机功率达到120千瓦。”

　　据了解，该原型机目前使用35兆帕气态储氢，储氢重量达4.5千克，巡航速度为180千米/时，氢内燃机最大热效率大于43%，综合热效率大于40%。“目前这款飞机是四座的，将来如果用到更大的飞机上，我们将考虑70兆帕的气态氢，储氢量还会再增加40%—50%。随着条件的逐步成熟，液氢也可能是比较理想的选择。”孙柏刚说。

　　孙小平透露，下一步，研发团队将把发动机功率进一步提至140千瓦，使飞机续航时间达到3小时、续航里程达到500公里，初步具备商用价值。在取得适航证的同时，力争实现飞机的100%国产化。

　　■ 降本空间大

　　据业内专家预测，未来氢能将以替代燃油的方式率先在交通运输系统获得规模化应用，航空业是代表性领域。

　　记者了解到，氢内燃机可以使用内燃机行业已有的技术和生产线，与氢燃料电池相比，更具价格优势。

　　孙柏刚分析称，氢能发动机本身并不算太贵，内燃机的成本大约是1500元/千瓦，而燃料电池系统成本为4000—5000元/千瓦。同时，氢气价格较便宜，目前工业副产氢价格仅为12元/公斤左右。

　　江苏国富氢能技术装备股份有限公司战略总监魏蔚认为，以液氢作为燃料，将给氢能飞机降本打开新空间。

　　“目前，我国的液氢产业链尚不完善，如果用高压氢，其燃料罐会比较重，进而增加飞机重量，推高能耗。”不过，据魏蔚介绍，新型复合材料的发展为液氢存储提供了支持。相较于传统金属材料，相同强度的复合材料重量更低，可降低液氢储罐重量并增加有效容积。

　　“若飞机使用液氢，还可采用高效超导能量传输技术，其热管理将更容易，从而进一步提升飞机的经济性。”魏蔚说。

　　■ 前景明确、广阔

　　业内人士认为，随着航空领域降碳要求愈发严格，未来氢能飞机将更受关注。

　　“明确且广阔。”谈及氢能飞机产业化前景，杨凤田团队相关负责人表示，民用方面，初级飞行员培训、私人交通工具、旅游观光、航空摄影等领域，都是氢能飞机的潜在市场；军用方面，氢能飞机可在海上侦察、巡逻警戒、搜索反潜等领域大展身手。

　　此外，杨凤田团队也提出了我国氢能飞机产业化应用的两类典型场景——西部地区和南海海域。

　　孙柏刚告诉记者，我国西部地区地广人稀，如果采用传统的地面交通方式，需建大量加氢站，基础设施投入大、利用率低，而如果使用通航飞机，两个机场就可实现点对点“对接”，中间无需建站，而且速度更快；另外，南海海域岛屿众多，岛屿之间都采用架桥方式联通不现实，氢能飞机将是一种新选择。

　　“当下，亟需成立国家级氢能航空研究院，发挥战略科技力量，抢占氢能航空制高点。”上述负责人同时呼吁。