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空客蓝鹰将使用滑翔机进行氢气尾迹研究

2022-08-04 17:23 中国民用航空局国际合作服务中心

在Perlan项目高空滑翔机记录保持者的帮助下,空客蓝鹰将滑翔机在33,000英尺高空飞行变成现实。

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图片来源:空客

空客UpNext是欧洲航空航天制造商的创新生态系统,专注于未来技术。在范堡罗航展上,UpNext展示了最新项目:蓝鹰改装滑翔机。这架滑翔机能够在33,000英尺高空飞行,可以用来分析氢气燃烧对尾迹特性的影响。

蓝鹰项目将推出两架经过改装的Arcus滑翔机:一架将配备氢气内燃机,另外一架则配备传统的煤油发动机,由此比较在高海拔地区两组尾迹的排放情况。

改装后的蓝鹰滑翔机将在副驾驶座位上安装一个氢燃烧推进系统。由于改装后的Arcus滑翔机不会自行排放任何物质,这将使空客公司能够在不受常规喷气燃料发动机干扰的情况下分析尾迹的特性。

在范堡罗航展举行的演示会上,空客UpNext首席执行官兼空客集团演示机负责人Sandra Bour Schaeffer博士表示,选择滑翔机分析氢尾迹主要是因为“我们真的很想了解除二氧化碳外氢气发动机的影响。我们知道氢气发动机不会产生二氧化碳,这也是为什么我们认为UpNext是一个非常可行的解决方案。但我们也清楚,氢气发动机的确会产生不同性质的尾迹,而且我们也想了解氢气发动机所产生的尾迹有何特性。我们想剔除这些影响,因此团队想出了一个好主意,即使用滑翔机来搭载发动机,因为它本身不排放任何物质。”

支持零碳排放(ZEROe)计划

Bour Schaeffer博士表示,空客公司希望在此项目中通过运行氢气内燃机获取三方面经验。一是这个项目将首次为航空航天制造商提供仅使用氢气驱动飞机的机会。尽管如此,该发动机将比空客公司计划于2035年投入使用的氢动力飞机所配备的发动机要简易得多。二是将使空客公司准确、详尽地认识到尾迹的不同特性,包括氢气燃烧所排放的水蒸气比航空煤油高出2.5或2.6倍以上。三是将在一段时间内为空客公司提供使用氢气发动机的宝贵经验。

空客公司零碳排放演示机负责人Mathias Andriamisaina就蓝鹰项目发表评论称,"蓝鹰项目是我们实现零碳排放过程中的一个重要里程碑,因为空客公司将首次开启一系列使用氢气内燃机的飞行测试。通过这些飞行测试活动,我们将更好地认识到氢气对发动机工作情况、尾迹和其他非二氧化碳排放所造成的影响。这无疑将为即将推出的ZEROe A380测试平台的未来飞行测试指明方向。”

招募经验丰富的高空滑翔机驾驶员

滑翔机通常在大约 10,000 英尺的高度运行。然而,空客已经有了高空滑翔机的经验。在得到Perlan II背后Perlan项目团队的支持下,空客蓝鹰演示机最终将在90,000英尺的高度(太空边缘)运行。空客的高空滑翔机驾驶员在空客Perlan Mission I的加压滑翔机中创造了76,124英尺的世界亚音速飞行高度记录。

蓝鹰项目的第一阶段涉及改装一架Arcus-J滑翔机。氢气推进系统将替换后排的驾驶员座椅。两个700巴的氢气罐将提供内燃机所需的燃料(注:巴为压力单位,1巴(bar)=100000帕斯卡(Pa))。同时,该计划还包含另一架未经改装的Arcus-J滑翔机。

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图片来源:空客

三个独立飞行活动具有不同目标

空客表示,7月进行的首次飞行测试活动旨在验证整体平台配置以及实际条件下的飞行操作。同时,空客计划在今年11月进行第二次试飞活动。在新一轮的测试中,该滑翔机将完全依靠氢气运行。

在计划于2023年初进行的第三轮试飞中,Grob Egrett (一种长航时的高空侦察和监视涡轮螺旋桨飞机)将把两架滑翔机带到 33,000英尺测试高度;然后将释放这两架滑翔机并进行追踪,并用排放传感器收集关键数据,以捕捉滑翔机在飞行过程中的每一个动作。在背对背测试(back-to-back tests)中,滑翔机速度将达到80-85节(海里/小时)。

试飞将在相同气象条件下进行对比实验

德国航空航天中心(DLR)将分析蓝鹰收集的数据。为确保氢能和常规发动机之间100%的数据可比性,试飞将在相同的气象条件下进行对比实验。

前两轮试飞将在内华达州进行。第三轮飞行将与北达科他大学合作在北达科他州进行,目的是为了利用该地区冬季特定的气象条件。Bour Schaeffer博士表示,“选择在冬季试飞是因为我们需要寒冷的空气,并且我们将在北达科他州进行,那里有最具代表性的尾迹,我们迫切希望得到与未来飞行环境相关或具有代表性的数据。”

尾迹和气候影响

从气象学角度看,尾迹的形成和测量均非常复杂。尾迹或凝结尾迹是飞机在高海拔冷空气中飞行时形成的冰晶云。这些尾迹被认为是航空业对整体气候影响的重要因素,具体影响有待研究考证。目前,人们普遍认为尾迹、氮与硫氧化物三者是航空对气候变化产生的最严重的非二氧化碳影响。

责任编辑:intern2