全球通用航空产业显强劲韧性

<正>2023年,全球通用航空业产业虽然面临劳动力短缺、供应链问题、全球监管机构的不确定性等诸多挑战,但全行业飞机交付量首次超过4000架,市场表现强劲。过去一年,作为民航业的创新孵化器,通用航空行业专注新机型的研发和新技术的应用,围绕加快氢能应用、电动飞机、可持续燃料等前沿领域开展探索。通用航空器（包括公务机和直升机）已经开始使用可持续航空燃料（SAF）进行演示飞行;仍在研发阶段的电动垂直起降航空器（eVTOL）已经成为最热门的城市交通解决方案之一,全球主要的飞机制造商都已在电推进飞行器领域布局并持续推动;电推进、氢能推进的研究项目研发热情持续,新动力技术驱动前沿飞行器研发取得进展。     

氢燃料通用航空器发展及飞行安全问题探讨

氢能是未来绿色航空的必然方向和重要分支,随着双碳战略的深入推进,氢燃料通用航空器发展及飞行安全问题引发了广泛关注。本文首先概述了氢燃料通用航空器的发展,介绍了部分氢能源发展战略规划,解释了氢燃料通用航空器的基本概念,并针对氢燃料电池和氢燃烧推进技术分别阐述了其基本原理、应用与发展。其次,结合典型氢燃料飞机平台案例介绍了氢燃料在航空领域的应用现状;从氢能特性出发,围绕燃氢发动机使用过程中的安全问题、通用航空器的氢燃料储运安全问题以及氢燃料通用航空器的其他安全问题展开探讨。最后,列举了氢燃料通用航空器安全性相关标准,以供氢燃料通用航空器设计研发人员及相关领域的从业者参考借鉴。     

净零碳机场实施路径探究

<正>根据国际能源署（IEA）统计数据，航空运输业碳排放量约占交通运输行业的10%，约占全球总碳排放总量的3%。航空运输业碳排放主要有三大来源：航空器航空燃油燃烧、与航空器相关的地面排放和航空相关的电力使用等，其中航空器排放占93%，机场相关设施、设备地面排放占7%。从2013年到2019年，全球民航运输业碳排放量已超过国际民航组织预测数值的70%。气候行动追踪组织将航空业碳中和发展目标进展评为“严重不足”，如果不加控制，     

SAF——中短期民航减排的最佳手段

<正>在全球“能源转型”以及我国提出“碳达峰”“碳中和”的大背景下,航空新能源发展进入了快车道,电能、氢能和可持续航空燃料(SAF)成为航空减碳的能源密钥。相比于电能和氢能,可持续航空燃料因其能量密度高、减碳效果好、可实现低碳零碳甚至“负碳”、技术成熟度高、与现有航空器和基础设施兼容、短期可商业运行等优点,成为中短期内航空碳减排的最佳手段之一。根据国际航空运输协会（IATA）预计,到2050年,65%的航空碳减排将通过可持续航空燃料来实现。     

基于发动机与飞机的藻基航空燃料全生命周期分析

讨论了基于发动机类别及其飞机的藻基航空替代燃料与常规航空燃料对全生命周期的影响。基于GREET（the greenhouse gases,regulated emissions,and energy use in transportation）模型,依据平均载荷、最大航程,将民航客机分为单通道窄体、双通道中型、双通道大型、巨型、支线和公务机等6类。起飞、爬升、进近、滑行、巡航过程的燃料消耗及排放采用国际民用航空组织、美国NASA-AAFEX实验、欧洲EASA适航条例提供的数据。计算了6类发动机-飞机的气体排放、能量消耗情况。在双通道大型客机中藻基航空替代燃料制备过程的温室气体排放仅为0.2351g/(kg·km),原因为该类客机与小型飞机相比有更好的发动机效率和运输效率。然而由于起飞降落过程排放比例较大,单通道窄体客机在航程上对温室气体排放变化更为敏感。      

液化天然气(LNG)作为飞机燃料的可行性及经济性分析

航空活动产生的二氧化碳等温室气体每年都在增长,欧洲甚至要求对飞往欧洲的民用航班征收碳排放税,而且欧美的航空排放适航标准对航空的气体排放要求也越来越高。为适应全球化的竞争,从二氧化碳排放要求角度,综合国外对新型航空燃料的探讨,介绍并探讨液化天然气(Liquefied Natural Gas,简称LNG)作为航空燃料的经济可行性和可能存在的问题,为国内航空燃料的发展引入一个新的思路。     

基于碳减排视角下的航空与高铁竞争分析

<正>2020年9月,在第75届联合国大会上,习近平主席代表中国政府做出郑重承诺：中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取于2060年前实现碳中和。就交通行业碳排放情况来看,根据国际能源署（IEA）数据,2019年中国交通碳排放约占中国整体碳排放的9.7%,     

航空发动机全生命周期碳排放计量方法研究

航空是碳排放八大重点行业之一,航空产业的碳排放主要受航空发动机碳排放的影响,因此亟需开展航空发动机碳排放计量方法研究。以生命周期评价作为航空发动机碳足迹的量化方法,将航空发动机全生命周期碳排放分为燃料周期碳排放与材料周期碳排放,并分别进行统计;将航空发动机系统边界进行划分,提出各个阶段应进行的数据收集,并对数据做出要求,得到一套相对完整的航空发动机碳排放计量方法。本文得到的方法可以从生命周期的角度全面评估航空发动机碳排放,可为航空发动机全生命周期碳排放计量提供指引,从燃料角度与材料角度为减排提供理论基础。     

绿色维修为环境保护做贡献

气候变化日益引起人们的关注。根据联合国政府间气候变化专业委员会（IPCC）的权威发布,二氧化碳排放是引起全球变暖的主要原因,航空运输排放的二氧化碳占人类二氧化碳排放量的2％。航空运输对气候变暖所产生的影响,与发电和道路运输相比要小很多,但这并不意味着航空业可以忽略其碳排放对环境带来的影响。     

轻小型太阳能/氢能无人机发展综述

轻小型无人机（UAV）在军民领域都有着广泛的用途，电动无人机由于其振动低、无污染、无排放等优势，已经成为无人机领域的发展热点。为了提高轻小型电动无人机的航时，清洁、高能量密度的太阳能和氢能成为非常可行的技术途径之一。本文总结了轻小型太阳能、氢能无人机的发展历程；梳理了相关的关键技术，并对太阳能、氢能无人机的总体设计方法和能源动力系统的发展进行了较为深入的探讨；最后，展望了该类无人机的发展趋势，并对所面临的挑战进行了预测。     

美国国防部订购无人驾驶航空器用高粘度燃料发动机

美国国防部订购无人驾驶航空器用高粘度燃料发动机由于无人驾驶航空器（ＵＡＶＳ）继续使用汽油发动机的安全性和后勤问题，促使美国国防部签订了３８００万美元合同，为共用无人驾驶航空器，亦称为Ｈｕｎｔｅｒ近程无人驾驶航空器，研制高粘度燃料发动机。ＴＲＷ和以色列...     

绿色航空及其影响

绿色是当今国际社会的一个热点话题.以化石燃料为能源的航空器首当其冲地为世人关注的重点.在一些国家和国际组织的推动下,一些阶段性的环保目标与政策继出台,飞机的排放与噪声标准随之将会变得越来越严苛.     

向“永不着陆”进军的太阳能飞机

<正>为应对全球变暖,实现“双碳”目标,2023年10月,我国工业信息部、科技部、财政部、中国民航局等四部门联合印发了《绿色航空制造业发展纲要（2023-2035年）》（简称《纲要》）。《纲要》中指出,要加快电动通用航空器系列化、谱系化,突破高能量密度锂电池……太阳能无人机等关键技术;《纲要》要求到2025年显著提高国产民机节能、减排、降噪性能,全面提升航空绿色制造水平。显然,太阳能飞机,连同电动飞机、氢能源飞机,已被我国并列为未来绿色飞行的几大重要发展方向。     

简讯·综合

美研究人员研制豆油和航空燃油混合新型燃料US Researchers Are Developing New Air Fuel Mixed with Air Oil and Bean Oil美研究人员目前正在研制的一种由豆油和传统航空燃油混合的新型燃料,能大大降低污染物的排放,并减少能源消耗。 据英国《新科学家》报道,以谷物为原料的生物燃料被认为是传统石油燃料的理想替代品,既可减少污染物的排放,还是一种可再生能源。从环境方面看,作物在生长过程中吸入的二氧化碳可与作物燃烧时排放的二氧化碳相抵消,且燃烧时产生的黑烟和可吸入颗粒物大大减少。 此前,其他研究人员在利用植物油和传统航…     

绿色维修为环境保护做贡献

气候变化日益引起人们的关注。根据联合国政府间气候变化专业委员会(IPCC)的权威发布。二氧化碳排放是引起全球变暖的主要原因,航空运输排放的二氧化碳占人类二氧化碳排放量的2%。航空运输对气候变暖所产生的影响,与发电和道路运输相比要小很多,但这并不意味着航空业可以忽略其碳排放对环境带来的影响。     

基于甲醇燃料的航空燃料电池内燃机混合动力系统性能分析

为了实现航空碳减排的时代需求,亟需在航空燃料体系和航空动力系统方向实现技术革新。本文提出了基于甲醇燃料的航空燃料电池内燃机混合动力系统方案,甲醇通过机载在线催化重整制氢为燃料电池供氢,燃料电池和内燃机发出的电能带动电动螺旋桨进行工作。进行了模块化建模方法和混合动力系统性能仿真分析研究,结果表明：混合动力系统的发电效率达到了55%,相比甲醇内燃机有了15%绝对值的效率提升,有助于降低燃料消耗。进行了混合动力系统性能参数影响规律分析,结果表明：混合动力系统的效率随着压比的增大而提高,随着燃料利用率的提高而呈现先升高后降低的效果。进行了混合动力系统的?分析,结果显示：混合动力系统中?效率最高的部件是燃料电池,?损最大的部件是重整器。质量分析结果表明：混合动力系统的功率密度达到0.488 kW/kg。     

三翼面验证机纯电方案设计

随着碳排放政策日趋严格,航空绿色出行成为民机设计新目标之一,传统布局的民航客机气动效率、结构效率提升空间有限,很难实现大幅减阻,采用新布局结合新能源的设计方案,成为当下研究的热点。本文总结了翼身融合（BWB）、桁架支撑翼（TBW）、三翼面（TSA）的新布局以及纯电为代表的新能源技术研究进展,基于“乘风2.0”200 kg级无人飞行验证机的布局特征,采用计算流体力学（CFD）和工程估算开展了三翼面布局气动特性分析和布局收益评估,分析了前翼与尾翼单独偏转和组合偏转力矩特性,前翼在大迎角具有较好的推杆改出和操纵能力;验证机完整的三翼面布局,相对于其取消前翼的布局,在4°迎角可获得约7%配平升力收益,考虑前翼方案带来的零阻、下洗、增重不利影响,仍可获得19.7count减阻收益,巡航升阻比提升3%;前翼+尾翼部件导致全机增重约0.3%;给出了分布式动力推进架构,该架构可减小90%不对称推力力矩;基于无人飞行验证机开展纯电动力架构和性能的飞行试验,得到了验证机45 m/s巡航所需功率约20 kW,巡航能耗为0.126 kW·h/km,35 m/s巡航所需功率8 kW,巡航能耗为0.065 kW·...     

FTIR发射光谱遥测飞机发动机排放指数

根据飞机发动机排放测量的要求,针对传统测试系统复杂、技术难度大、成本高和实时性差的缺点,引入傅里叶变换红外（FTIR）被动遥测技术,使用FTIR发射光谱对飞机发动机排放气体组分进行定量分析,计算出排放指数。介绍了遥感测量原理和大气辐射的一个3层计算模型。采用Tensor27在无人机测试台获得某型发动机的一系列单通道光谱,计算出在14%,26%,50%,69%最大推力下,对应CO的排放指数分别为40.00,30.70,6.67,2.56 g/kg,对应NO的排放指数分别为0.79,2.09,8.24,38.70 g/kg。结果表明,FTIR发射光谱技术在飞行中的飞机发动机排放测试中具有巨大的应用前景。     

氢能源民用飞机技术路线与总体概念设计方法研究

本文以实现民用飞机净零碳排放为目标,寻找可以在未来投入大规模应用的新能源动力形式。从能量密度、功率密度、减碳以及能源经济性等维度开展对比评估,结合通勤飞机、窄体干线、宽体客机等典型座级航程的各级别民机产品的能源动力系统的质量对比,本研究认为“氢能源+涡轮机”将是未来新能源民用飞机最具可行性的能源动力组合。建立了适用于氢能飞机的总体设计流程,针对窄体干线氢能客机开展总体设计,采用阻力分解方法估算气动效率,多种分类质量计算方法估算空重,经过设计迭代形成可行的氢能飞机总体参数和初步概念方案。分析结果表明,对于窄体干线级别民机,采用“氢能源+涡轮机”的动力架构使该级别飞机起飞质量比传统燃油飞机增加不到10%。考虑到未来10～20年氢能动力系统和机载氢燃料存储技术可预见的突破,氢能飞机是实现航空运输净零碳排放的非常具有潜力的解决方案。     

欧盟航空排放交易体系的影响与我国因应之策

航空碳减排是碳中和目标下全球气候治理的重要任务之一。欧盟2023/958号指令的生效进一步修订了航空排放交易体系，在配额发放、适用范围、国际协调等多方面做出了更新规定。然而，作为治理航空排放的单边手段，欧盟航空排放交易体系会对我国主权安全、经济利益与航空排放治理成效产生负面影响。因此，我国民航产业应当完善减排机制、革新燃料技术、加强国际合作，积极应对欧盟绿色霸权与绿色壁垒带来的挑战，促进国际航空碳排放治理的稳定运作。