HES公司發(fā)布氫-電支線客機概念

新加坡HES能源系統(tǒng)公司發(fā)布的“元素1號”是一款以氫為燃料的電動支線飛機，可以載客4人，具有低噪聲、零排放的特點，其原型機有望于2025年開始飛行試驗。

成立于2009年的新加坡HES公司，一直致力于開發(fā)緊湊、輕便的氫燃料電池動力系統(tǒng)和氫燃料儲存系統(tǒng)，并具有軍用無人機燃料電池推進系統(tǒng)研制生產(chǎn)經(jīng)驗。2018年10月，HES公司發(fā)布了世界首款氫-電支線飛機“元素1號”（Element One）。

“元素1號”可載客4人，當攜帶壓縮氫氣時可以飛行500km，當攜帶液態(tài)氫時可以飛行5000km。其動力方案性能比現(xiàn)有任何電池動力飛機均高出幾個數(shù)量級，為利用既有的小型機場網(wǎng)絡(luò)，在城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村之間開辟空中航線提供了可能。HES公司總經(jīng)理塔拉斯·萬科維茨對此表示：“在分布式推進裝置中利用HES公司的超輕氫燃料存儲方案，將突破基于電池的電動飛行的續(xù)航極限?！?號’為利用可再生氫燃料發(fā)展遠程電動航空鋪平了道路?！?/p>

“元素1號”被設(shè)計為零排放飛機，采用分布式推進布局。14臺電動機分別安裝在翼下的短艙中，每側(cè)各裝7臺，每臺電動機驅(qū)動一個螺旋槳產(chǎn)生動力，每臺電動機可提供5～8kW的功率，飛機巡航功率約為100kW。分布式推進為飛行安全提供了足夠的冗余，萬科維茨對此表示：“如果1臺電動機發(fā)生故障，還有13臺正常運轉(zhuǎn)的電動機。即便多臺發(fā)生故障，飛機也有足夠的電動機提供動力?！泵颗_電動機都帶一個推進模塊，包括氫存儲箱、燃料電池和控制裝置，推進模塊被設(shè)計成插槽式，直接插入電動機后部，形成14個分布式的氫-電推進短艙。

對于氫的使用和存儲，萬科維茨評論說，“寶馬公司在21世紀初就開發(fā)了一款液氫燃料汽車，但長期儲存會導致液氫蒸發(fā)造成能量損失。因此，HES公司為‘元素1號’飛機開發(fā)了可更換推進模塊，結(jié)合燃料自動加注技術(shù)，最大限度地縮短氫制造和使用之間的時間。”每次飛機降落后，會有一輛自動地面車輛（AGV）靠近飛機，將燃料耗盡的推進模塊運送到制氫設(shè)施重新加注，另一輛AGV靠近飛機，插入注滿氫的新模塊。這種給飛機重新加注能源的方式比給一個大的鋰電池組重新充電要快得多。”事實上，“元素1號”僅需10min就可完成一次推進模塊更換。

根據(jù)HES公司的規(guī)劃，氫燃料將在“元素1號”運營的機場進行制備和填充，制氫設(shè)施可全天連續(xù)不斷地生產(chǎn)氫氣。萬科維茨對此解釋說：“氫氣生產(chǎn)可能比較慢，但為推進模塊注氫卻很快，我們將制氫和注氫分開進行?！?HES公司正在與氫氣制造公司合作，研究減少注氫時間和制氫所需能源的技術(shù)。此外，目前大部分氫氣都是從天然氣中提取，天然氣是化石燃料，而HES公司計劃現(xiàn)場制氫將由機場附近的風電場或太陽能提供能源，做到燃料從生產(chǎn)到消耗的零排放。

公司的第一個目標是在2019年用攜帶1個或2個氫推進系統(tǒng)的無人機——或許是一個縮小版的‘元素1號’橫跨大西洋?！霸?號”原型機有望在2025年開始試飛。

對于擁擠城市中正在興起的空中出租車市場，萬科維茨表示：“我們不考慮城市空中交通，我們關(guān)注的是利用鄉(xiāng)村的小機場在城鎮(zhèn)與鄉(xiāng)村之間開辟支線航空市場。” HES公司已經(jīng)與法國共享飛機創(chuàng)業(yè)公司W(wǎng)ingly合作，該公司在法國、德國和英國提供休閑航班服務(wù)，并尋求將業(yè)務(wù)拓展到城鎮(zhèn)。Wingly公司首席執(zhí)行官艾曼瑞克·德·瓦齊耶表示，“在二級城市之間開展支線航空非常有必要?！彼瑫r還指出：“全電推進的‘元素1號’飛機將非常安靜，避免了機場噪聲的問題?！?/p>

自2017年以來，HES公司一直與法國一些快速發(fā)展的初創(chuàng)公司和中小企業(yè)合作，并與各科研機構(gòu)接觸以推進“元素1號”的發(fā)展，其中包括位于圖盧茲的全球航空研發(fā)中心航空谷(Aerospace Valley)。