【行业动态】罗罗押注大型飞机氢燃烧路线，称市场和基础设施仍需跟上

导读：据Aerospace Global News 5月29日报道，罗尔斯·罗伊斯氢示范项目首席工程师亚当·纽曼（Adam Newman）表示，罗罗更看好面向大型飞机的氢燃烧燃气轮机路线，而非燃料电池；不过，氢航空商业化的难点并不只在发动机，飞机集成、低温储氢、机场基础设施和市场需求同样需要成熟。

罗尔斯·罗伊斯与易捷航空上月在美国国家航空航天局（NASA）斯坦尼斯航天中心完成了一次Pearl 15发动机全氢动力完整飞行循环地面测试。该测试不仅证明现代喷气发动机可在地面试验环境中安全使用氢燃料运行，也显示氢燃烧燃气轮机仍可像常规航空发动机一样完成加速、减速和可操作性验证。

罗尔斯·罗伊斯氢示范项目首席工程师亚当·纽曼在接受Aerospace Global News采访时表示，这次完整飞行循环测试是一次“标志性”展示。他说，团队希望证明航空燃气轮机在使用氢燃料时仍能按照航空发动机方式运行，在完整飞行循环中实现可操作性、加速和减速验证，这一点至关重要。

此次试验是罗罗2022年首次氢发动机运行之后的重要进展。2022年的测试使用AE2100发动机，主要运行至慢车状态，用于验证若干基础问题。纽曼表示，Pearl 15测试显示出罗罗在较短时间内取得的技术推进。

在氢动力技术路线选择上，罗罗明确更看好氢燃烧燃气轮机在大型飞机上的应用。纽曼表示，罗罗选择研究燃气轮机直接燃烧氢，而不是燃料电池，核心原因在于其希望服务的飞机尺寸。

他指出，对于燃料电池制造商而言，一个“不太方便的事实”是，燃气轮机在功率密度方面仍难以被取代。燃料电池通过氢产生电能，再驱动螺旋桨或电机，但当前公开可获得的燃料电池系统通常只有1至2兆瓦级别。

相比之下，Pearl 15虽是罗罗较小型的燃气轮机之一，用于庞巴迪Global 5500和Global 6500等公务机，但其等效功率已超过10兆瓦。纽曼称，这大约是当前许多燃料电池系统的十倍左右。

罗罗并不否认燃料电池在航空领域的未来，但认为该技术更适合较小型飞机。纽曼表示，罗罗民用航空业务的重点从公务机延伸至窄体机和宽体机，相关发动机推力范围通常从3万磅到10万磅。在这一尺度上，功率密度成为关键因素。

不过，纽曼也强调，斯坦尼斯测试虽然是推进系统层面的重要里程碑，但氢航空并不只是发动机问题。他将其称为“整个生态系统挑战”。罗罗希望率先解决动力装置基础问题，同时对氢燃烧非二氧化碳影响等争议进行验证和量化，以便行业能够开展更有依据的讨论。

发动机之外，更大的问题在于飞机集成、燃料储存和基础设施。未来氢动力飞机很可能至少在部分燃料系统中使用低温液氢，这意味着飞机需要大型储氢罐，并必须解决燃料系统重量与燃料重量之间的效率问题。

纽曼表示，行业已有多个项目研究如何以更高重量效率在飞机上储存氢，即燃料系统本身重量与燃料重量之间的关系。除飞机端储存外，机场和供应链也必须同步发展。

在机场部署方面，纽曼认为氢航空未必需要全球所有机场从第一天起都具备加氢能力。更可行的路径可能是选择枢纽辐射模式，优先在特定机场进行投资；在欧洲等地区，这种有针对性的初始部署仍可能形成较好的覆盖。

尽管试验结果积极，罗罗并未将氢动力包装成即将商业化的解决方案。纽曼表示，氢将成为未来能源组合的一部分，但更可能出现在2040年代至2050年代。相比之下，UltraFan等下一代燃气轮机技术在近期可能产生更大影响。

UltraFan及其他下一代燃气轮机技术目前主要围绕效率提升和可持续航空燃料兼容性开发，而不是专门为氢设计。纽曼表示，罗罗并没有打算在这些项目中专门以氢为目标进行设计。

在Pearl 15示范之后，罗罗正进入数据分析、成果发布和更深层技术研究阶段。纽曼称，团队已经收集了大量数据，预计将通过技术论文和行业会议分享更多发现。

下一项重要技术工作是低温燃料系统。Pearl 15示范使用的是气态氢，但商业飞机预计需要在机上燃料系统至少部分使用液氢。罗罗正在推进低温燃料项目，研究低温液氢环境下的泵、密封件和阀门等关键部件，因为这些部件在极低温度下的工程难度会进一步上升。

目前，罗罗尚未承诺下一次氢发动机运行的具体时间。纽曼表示，公司确有未来可能开展的想法，也可能参与后续资助项目，但现在没有已确定的发动机测试计划。

纽曼称，罗罗希望在正确时间为正确产品开发技术。如果市场尚未形成，将技术开发出来后放在货架上积灰并没有意义。对罗罗而言，氢燃烧技术目前显示出积极前景，但从示范试验走向实际产品仍有很长道路。

他表示，迄今为止的工作持续证明氢可以成为未来潜在航空燃料，而无论燃料类型如何，燃气轮机仍可能是大型航空推进的优选方式之一。

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