由北京航空航天大學(xué)能源與動力工程學(xué)院研制的“北航氫動一號”全電航空發(fā)動機(jī)日前完成首飛。日前，團(tuán)隊技術(shù)負(fù)責(zé)人劉志偉介紹，“北航氫動一號”是國內(nèi)首次將推進(jìn)器、電機(jī)、燃料電池等經(jīng)過融合設(shè)計而成的氫能航空發(fā)動機(jī)，該發(fā)動機(jī)由氫燃料電池供能，零碳節(jié)能環(huán)保，最大續(xù)航時間比采用同質(zhì)量鋰電池提升了一倍。

“最大的技術(shù)創(chuàng)新點，就是利用融合式設(shè)計，將推進(jìn)器產(chǎn)生的氣流，直接用于燃料電池的進(jìn)氣反應(yīng)和冷卻?！眲⒅緜フf，這種直吹冷卻的設(shè)計，實現(xiàn)了“借力”的效果——“一般燃料電池都會單獨配備風(fēng)扇，我們將燃料電池和推進(jìn)器設(shè)計在一起，燃料電池使用推進(jìn)器產(chǎn)生的氣流就可以進(jìn)行進(jìn)氣反應(yīng)和冷卻。這樣舍棄了傳統(tǒng)的冷卻風(fēng)扇，降低了動力系統(tǒng)的重量，使飛行器可以攜帶更多氫燃料，從而提升續(xù)航時間。”

目前多數(shù)中小型無人機(jī)都選用鋰電池作為儲能裝置，不足之處是鋰電池能量密度較低，難以維持無人機(jī)的長時間留空飛行。相比于同質(zhì)量的鋰電池，氫燃料電池能量密度更高，可提升中小型無人機(jī)的續(xù)航時間。

本次“北航氫動一號”搭載的試飛無人機(jī)為一款翼展3.5米的復(fù)合翼無人機(jī)，機(jī)身前端安裝的就是直吹冷卻氫能發(fā)動機(jī)。經(jīng)過起飛、巡航、機(jī)動、降落等設(shè)定科目的考核，發(fā)動機(jī)燃料電池輸出功率保持穩(wěn)定，意味著首次飛行試驗成功。

該發(fā)動機(jī)由北航能源與動力工程學(xué)院智能推進(jìn)實驗室團(tuán)隊主導(dǎo)研發(fā)，在團(tuán)隊負(fù)責(zé)人、北航教授閆曉軍的帶領(lǐng)下歷時4年研制成功。劉志偉說，下一步，團(tuán)隊將針對下一代氫能混合動力航空發(fā)動機(jī)開展原理構(gòu)型探索等基礎(chǔ)研究和關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，拓展氫能航空動力在未來航空領(lǐng)域的應(yīng)用，“我們正在研發(fā)功率量級更高的氫能混合動力航空發(fā)動機(jī)，未來以環(huán)保氫能為能量來源的無人機(jī)有望飛得更高，飛得更遠(yuǎn)。”

燃料電池,氫能發(fā)動機(jī)

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