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代尔夫特理工大学的学生团队AeroDelft正在设计第一架由液态储氢和燃料电池驱动的载人飞机。4月24 日,该团队透露了该氢能动力飞机的原型,该飞机不排放任何有害的温室气体,只释放水蒸气。
在过去的120年里,航空业已经从一些梦想飞行的先驱者发展成为一个能够每年携带超过40亿旅客到达目的地的行业。这种扩张导致航空业占全球二氧化碳排放量的2%,其中燃烧化石燃料是其主要原因。因此,航空在气候变化中起了很大作用,这是由二氧化碳等温室气体引起的。
液态氢
“氢燃料电池的效率和安静性非常好。由于这些优势,更多的运输公司正在选择氢气。“ - 空中客车首席执行官Guillaume Faury
学生们正在为“凤凰”设计推进系统,这是预期飞机的名称,它使用储存在氢气中的能量为飞机提供动力。使用氢气的决定是合乎逻辑的:氢气是最轻的元素,每千克能量是煤油的三倍。空中客车公司首席执行官Guillaume Faury最近接受采访时说: “氢电池的效率和安静性非常好。由于这些优势,更多的运输公司正在选择氢气。已经有汽车和汽车在周围驱动氢气“。在运输行业中使用氢气作为燃料似乎并不合理。
学生们决定以液体形式储存氢气,因为这样可以占用更少的空间,因此可以比气态氢气更有效地储存。代尔夫特团队面临的主要挑战是如何将液态氢保持在-253°C的低温。为实现这一目标,油箱设计有20厘米厚的绝缘层。在操作期间,氢气与来自燃料电池中的大气的氧气混合,产生电力和蒸汽。
灵感
氢的使用带来了一系列挑战。氢的高能量含量使其成为相当不稳定的燃料。为了满足航空业设定的严格安全要求并保证乘员的安全,该团队设计了一个安全系统,可以在紧急情况下从飞机上排出氢气。在飞行过程中,车载电池也会充电,这使得飞行员可以继续飞行一段时间并安全降落。
另一个挑战是氢的可持续生产。使用目前的方法,需要太多的能量来大规模生产液态氢。随着飞机设计的展示,AeroDelft团队希望展示氢作为燃料的可能性和潜力,从而与代尔夫特理工大学航空航天工程学院院长达成一致,他最近表示: “航空航天工业面临着面临重大挑战:航空业向可持续飞行的短期演变。这种演变要求工程师开箱即用,并与我们可以改变世界的信念和思维方式进行合作。这种思维方式促使AeroDelft的学生开发这种飞机“。通过向世界展示可以安全地驾驶液态氢动力飞机,该团队希望激励公司投资氢气并提高其生产效率。
“航空航天业面临着一项重大挑战:航空业向可持续飞行的短期演变。” - Henri Werij,航空航天工程学院院长TU Delft
AeroDelft的工程师计算出最终的有人驾驶飞机将能够通过一个液氢罐从代尔夫特飞往摩洛哥。为了实现这一点,飞机需要尽可能高效地飞行。对飞机效率有很大贡献的因素是革命性的“边界层吸力”系统。该系统包括1400万个直径为0.1毫米的机翼,可以“吸走”机翼顶部的薄薄一层空气,使燃油消耗降低15%。
试飞
该团队由来自23个不同国籍的35名学生组成,将在2019年9月7日测试该飞机的比例模型,然后在2021年继续测试鹿特丹海牙国际机场的全尺寸飞机。
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