【行业动态】德国宇航中心测试飞机发动机极低温氢燃料系统

导读：据fuelcellsworks网站4月15日报道，德国宇航中心（DLR）正在开展氢燃料航空应用研究，并在 -253 摄氏度（-423 华氏度）的真实工况下完成了成功测试。

研究重点：航空、气候友好型飞行、能源

液态氢是未来数十年内有望让航空业更环保的能源载体之一。尽管已取得一定进展，但在实现氢燃料驱动的低排放中程航班之前，仍需克服多项物理难题并开发新技术。德国宇航中心（DLR）在新建的未来推进试验设施（FPT）中正对这一挑战展开攻关。

2024 年，位于科隆的 DLR 推进技术研究所已全面验证：飞机发动机燃烧室可100% 使用气态氢安全运行。然而，将氢气从油箱输送至燃烧室的系统（即分配与调节系统）及所需部件技术在很大程度上仍未被探索，且充满挑战。

核心难点在于液态氢（LH2）。与传统航空煤油相比，它需要更大空间、更高压力，且必须保持在极低温环境中。气态氢仅在 -253 摄氏度以下才会液化，这一温度被工程界称为低温（cryogenic）。从油箱到发动机燃烧室前的整个分配系统，都必须尽可能保持这一温度恒定 —— 且需覆盖飞行全阶段：无论是巡航高度外界 - 30℃的环境，还是例如在吉隆坡停机坪上 + 40℃的地面环境。

从航运技术转向航空应用

由于目前市场上尚无适用于航空的成熟技术，解决方案来自 DLR 与其他学科研究人员合作开展的颠覆性研究。油箱、泵、分配管路和换热器必须在 - 253℃的低温地面环境下设计、制造并测试，以满足航空使用要求。

DLR 通过其研究设施与可模拟航空工况的氢燃料测试基础设施，加速新技术开发。

液态氢从油箱输送至航空涡轮的过程中，需要高达 100 巴的压力。为达到这一压力，需要可在低温环境下工作的专用泵。

“航空工业中此前没有同类产品 —— 但航运工业中有，” 项目负责人克里斯蒂安・弗莱因解释道。DLR 由此与在船用泵领域拥有多年经验的意大利万泽蒂（Vanzetti）公司展开合作，梅塞尔集团（Messer Group）则贡献了低温技术专长。

“我们的测试旨在收集数据并验证概念可行。这是漫长征程的第一步 —— 而第一步往往是最重要的一步。” 弗莱因补充说。

2026 年 2 月开展的测试达到技术成熟度 4 级（TRL 4），即在实验室环境中对部件或原型进行验证。所采集的数据将用于计算机仿真，以开展系统规模化研究—— 将试验规模调整至航空实际所需尺寸。

“通过在未来推进试验设施开展本次测试，我们正在做航空工程师工作中已不多见的事情：不是优化现有技术，而是研究一种全新技术的设计与构型。”DLR 推进技术研究所所长弗洛里安・赫布斯特表示。

资金支持

未来推进试验设施于 2025 年 10月建成，由德国联邦经济事务和气候行动部（BMWK）UpLift航空研究计划通过航空研究项目管理机构提供资金支持。UpLift 计划旨在支持实现气候中性航空的技术开发。

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