前不久，中國(guó)航發(fā)集團(tuán)湖南動(dòng)力機(jī)械研究所自主研制的兆瓦級(jí)氫燃料航空渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)AEP100配裝7.5噸級(jí)無(wú)人運(yùn)輸機(jī)在湖南株洲蘆淞機(jī)場(chǎng)成功首飛。這是全球首次兆瓦級(jí)氫燃料航空渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)試飛。

　　液氫主閥打開、氮?dú)獯党?、發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火啟動(dòng)、上推轉(zhuǎn)速……隨著現(xiàn)場(chǎng)指令下達(dá)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和排氣溫度傳感器回傳的信號(hào)數(shù)據(jù)快速上升，發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)穆嚑顟B(tài)快速上推至100%轉(zhuǎn)速，成功達(dá)到起飛功率狀態(tài)，現(xiàn)場(chǎng)響起熱烈的掌聲。

　　當(dāng)無(wú)人機(jī)平穩(wěn)落地，我非常激動(dòng)。雖然首飛只飛了16分鐘，但我們準(zhǔn)備了5年，從無(wú)技術(shù)基礎(chǔ)、無(wú)經(jīng)驗(yàn)參考、無(wú)試驗(yàn)條件的“三無(wú)”狀態(tài)，一步步走到發(fā)動(dòng)機(jī)性能達(dá)標(biāo)的狀態(tài)，在氫能航空的征途上不斷突破。

　　為什么要研制這一新型發(fā)動(dòng)機(jī)？這是因?yàn)?，氫?dòng)力是我國(guó)航空降碳的重要路徑。與傳統(tǒng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)相比，這款液氫渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)除了具有零碳排放的優(yōu)勢(shì)，還具備能耗更低、壽命更長(zhǎng)、高原高寒等極端環(huán)境適應(yīng)性更好等優(yōu)點(diǎn)，有望成為未來中大型航空器更高效、更經(jīng)濟(jì)、更綠色的動(dòng)力選擇。

　　放眼全球，國(guó)際上對(duì)液氫航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研究，受限于技術(shù)不成熟、氫燃料制備成本高等問題，始終沒有完成全部研制工作。應(yīng)該說，液氫航空發(fā)動(dòng)機(jī)依然沒有走出科研“無(wú)人區(qū)”，我們正力爭(zhēng)走在前列。

　　5年來，研發(fā)團(tuán)隊(duì)攻克了氫燃料燃燒回火、氫燃料控制計(jì)量、液氫汽化輸運(yùn)等一系列難關(guān)。例如，氫燃料的火焰?zhèn)鞑ニ俣仁呛娇彰河偷?0倍以上，極易在發(fā)動(dòng)機(jī)中發(fā)生回火，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)燒蝕甚至損毀。團(tuán)隊(duì)在2022年開展的首次氫氣燃燒試驗(yàn)中就遭遇過這個(gè)難題。為了穩(wěn)住氫燃料火焰，一方面我們自主開發(fā)氫燃燒仿真軟件，開展大量仿真分析，同時(shí)專門制定燃燒試驗(yàn)方案，最終實(shí)現(xiàn)了氫燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)各狀態(tài)下的穩(wěn)定燃燒。

　　2024年夏天，為了完成試驗(yàn)任務(wù)，團(tuán)隊(duì)頭頂烈日，在露天試車臺(tái)一次次開展發(fā)動(dòng)機(jī)安裝、檢查。當(dāng)時(shí)氣溫達(dá)40攝氏度，即使做了防曬措施，皮膚依然曬成了古銅色，還有的同事胳膊上都曬出了黑色褶皺。雖然如此，大家依然堅(jiān)守崗位，一絲不茍地完成故障排查。

　　我們能夠成功研發(fā)液氫燃料渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)，充分印證了新型舉國(guó)體制的優(yōu)勢(shì)——此次共有航空、航天、軌道交通等行業(yè)10多家單位參與，旨在將航天和軌道交通領(lǐng)域成熟的氫能應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)移植到航空領(lǐng)域，極大提高了液氫渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)效率。此外，中國(guó)航發(fā)動(dòng)研所與國(guó)內(nèi)多所優(yōu)勢(shì)高校成立聯(lián)合研發(fā)中心，充分發(fā)揮高校的基礎(chǔ)研究力量，結(jié)合中國(guó)航發(fā)的工程經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了從理論研究到工程研制的緊密銜接。

　　此次首飛成功，標(biāo)志著我國(guó)在氫燃料航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域已打通從核心部件到整機(jī)集成的全技術(shù)鏈，驗(yàn)證了氫燃料動(dòng)力系統(tǒng)與飛行平臺(tái)匹配的工程可靠性，相信將為后續(xù)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供堅(jiān)實(shí)支撐。

　?。ㄗ髡邽檎淄呒?jí)氫燃料航空渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)AEP100技術(shù)負(fù)責(zé)人，本報(bào)記者邱超奕采訪整理）

　　液氫渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)有什么用？

　　兆瓦級(jí)氫燃料航空渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)AEP100將主要用于空中無(wú)人運(yùn)輸、海島物流、空中載客通勤等低空經(jīng)濟(jì)場(chǎng)景。

　　從產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)效應(yīng)看，液氫渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)有望促進(jìn)綠氫制備、綠氫儲(chǔ)能和綠氫消納等上游產(chǎn)業(yè)發(fā)展；另一方面，液氫渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)將基于成本優(yōu)勢(shì)、技術(shù)優(yōu)勢(shì)和零碳優(yōu)勢(shì)，帶動(dòng)我國(guó)航空產(chǎn)業(yè)綠色轉(zhuǎn)型，加速形成航空領(lǐng)域新質(zhì)生產(chǎn)力。

　　接下來，中國(guó)航發(fā)將推進(jìn)液氫渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)與液氫飛機(jī)的聯(lián)合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)液氫渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)與液氫飛機(jī)的進(jìn)一步適配，同時(shí)將提前布局市場(chǎng)應(yīng)用，挖掘潛在應(yīng)用場(chǎng)景，開展航程1000公里以上、有效商載2噸以上的試點(diǎn)飛行驗(yàn)證，為液氫渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化發(fā)展打下基礎(chǔ)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，未來還可將氫能航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)移植到更多航空領(lǐng)域。

　　（本報(bào)記者邱超奕整理）