又一重大突破，美国几十年没搞定的无油飞机发动机，被中国突破了

2025年11月下旬，珠海亚洲通用航空展现场热闹起来。中国航发集团在展区摆出了多款通航动力产品，其中一款兆瓦级氢燃料涡轮发动机吸引了不少目光。这台发动机不用添加航空燃油，燃烧后只剩下水蒸气，排放方面达到零碳水平。展会以低空经济为重点，展示了不少绿色航空相关的技术进展，这款发动机作为其中一部分，体现了动力系统向清洁方向转变的实际步骤。

中国航发带来的产品包括混合动力系统和纯电推进系统等，氢燃料涡轮发动机属于首次公开亮相的类型。它主要服务于未来电动垂直起降飞行器这类设备，这些飞行器常被看作城市空中交通的潜在选项。传统航空动力依赖燃油，燃烧过程会产生二氧化碳，而氢燃料路径避开了这一问题。

氢能用于航空动力的想法由来已久。早在上世纪三十年代，德国那边就做过氢燃料喷气发动机的地面测试，证明这条路有可行性。之后美国、苏联等国家也陆续投入研究。苏联在1988年4月让图-155实验机完成首飞，那架飞机三台发动机中有一台用液氢作为燃料，之后进行了多次飞行，积累了一定经验。携带一定量的液氢就能飞出较长距离，显示出氢能在航空上的潜力。

不过，那时候的技术条件有限，液氢需要极低温度储存，成本和基础设施跟不上，导致相关项目没有继续推开。全球范围内，氢动力飞机的发展进入一段较长停滞期。不少地方转而研究氢燃料电池，希望通过不同方式简化动力系统。但涡轮发动机路线仍有独特优势，能量转换效率和功率输出方面有自己的特点。

中国航发团队在氢燃料涡轮发动机上花了不少功夫。氢气本身密度小，储存时要么高压压缩，要么冷却到很低温度变成液体，这都会增加系统重量。氢分子很小，容易从管道或接头处泄漏，一旦和空气混合就有安全风险，所以密封材料和设计需要特别处理。燃料从储存到进入发动机的整个供应系统，都要适应低温环境，确保稳定输运。

燃烧过程是另一个难点。氢气烧得比煤油快得多，火焰温度也高，如果直接套用传统燃烧室，容易出现不稳定情况，比如火焰回窜或者叶片受损。研发中需要重新调整燃烧室结构和喷嘴形式，让氢气和空气混合均匀，燃烧保持稳定。控制系统也要匹配，确保整个过程可靠。

团队一步步推进验证工作。先是在小尺度上研究氢气混合和燃烧组织，后来改造现有发动机进行地面测试。2024年左右，整机性能达到设计要求，还完成了较长时间的持续运转试验。液氢输运系统在各种状态下运行平稳，没有出现泄漏或异常。

相比国际上同类涡轮发动机路径长期没有实质突破的情况，这项进展提供了新的技术参考。氢燃料发动机能量密度较高，能支持更长的续航，对于电动垂直起降飞行器来说，能缓解电池带来的限制。锂电池在飞机环境下容易受温度和振动影响，而氢系统在安全性控制上也有优势。

低空经济涉及城市间人员和物资的快速流动，飞行器需要可靠的动力支撑。氢燃料发动机作为一种选项，能推动相关应用落地。未来如果系列化发展，还可能延伸到氢涡桨或混动形式，逐步覆盖更多航空平台。绿氢的生产、储存和加注设施也会随之发展，形成配套的产业链。