空天动力研究院:氢燃料涡轮发动机新突破!
空天动力研究院:氢燃料涡轮发动机新突破!
近日,航天科工空天动力研究院(苏州)有限责任公司成功完成国内首款40kgf推力级纯氢燃料涡轮发动机地面整机试验验证。这一关键试验标志着我国在氢能航空领域取得重大突破,成为绿色航空与低空经济发展的重要里程碑。
技术难点:氢燃料发动机的三大挑战
氢燃料涡轮发动机的研发并非一帆风顺。作为一位长期从事氢燃烧研究的专家,深知其中的技术难点:
燃烧稳定性:氢气的火焰传播速度是航空煤油的10倍,容易引发回火和燃烧振荡。同时,氢燃烧温度高达2000°C以上,对材料耐高温性能提出极高要求。
材料耐久性:高温环境下,传统合金材料难以承受。此外,氢脆现象会导致金属材料性能下降,影响发动机寿命和安全性。
燃料供应系统:氢气密度低,需要高压或液态储存,这增加了系统的复杂性和重量。同时,氢分子极小,容易泄漏,特别是在高压环境下。
核心突破:从燃烧室到供氢系统的全面创新
面对这些挑战,空天动力研究院的科研团队展现出了卓越的创新能力:
纯氢燃烧室设计:通过大量的仿真计算和试验研究,团队成功攻克了纯氢燃烧室设计难关,实现了氢在发动机内的高效稳定燃烧。
高精度氢供给系统:针对氢控制难度大、管路阀门迟滞效应明显等问题,团队与江苏国富氢能技术装备股份有限公司合作,开发出高精度稳定氢供给系统,确保了燃料供应的可靠性和安全性。
极端环境适应性:试验期间正值寒冬,团队成员克服严寒天气带来的挑战,确保了试验测试环境的搭建和设备的正常运行。
国际视野:与全球领先水平同台竞技
在全球范围内,氢能航空动力已成为重要研究方向。空客、普惠等航空巨头都在积极布局氢燃料发动机项目,预计2035年前后将有零排放飞机投入使用。
我国在该领域的进展令人鼓舞。2021年,中国航发动研所与清华大学航空发动机研究院联合成立氢燃料发动机研究中心,专注于燃烧、控制和电驱动等关键技术研究。
空天动力研究院的这次突破,不仅展示了我国在氢燃料涡轮发动机领域的技术实力,更为后续更大推力量级样机的研制奠定了坚实基础。
未来展望:绿色航空的新篇章
随着全球对碳中和目标的不断推进,氢能源在航空领域的应用前景广阔。空天动力研究院将继续秉持团结协作、勇于拼搏的精神,为我国绿色航空事业的发展贡献更多力量。
值得一提的是,空天动力研究院(苏州)项目一期占地164亩,规划建筑面积5.66万平方米,预计将于2025年3月竣工。项目将打造成为国家示范性的技术成果转化中心,对于推动我国航空航天产业生态建设具有重要意义。
此次40kgf推力级纯氢燃料涡轮发动机的成功试验,不仅是空天动力研究院的一个重要里程碑,更是我国氢能航空发展的重要突破。它向世界展示了中国在绿色航空领域的技术创新实力,为实现航空运输业的“脱碳”转型开辟了新的路径。