【据美国航空周刊网站2024年9月25日报道】美国国家航空航天局(NASA)发布了氢燃料混合翼身融合(HWB)客机概念。HWB是NASA对商业可行性设计进行研究后得出的最有前途的潜在零排放客机概念之一,它可以执行与目前波音737-800相同的任务。该项目的主要目标是通过集成轻质低温燃料箱、低温燃料管理系统和燃料电池,在系统层面将飞机的比能量提高两到三倍。
NASA格伦研究中心材料化学与物理分部主任Lvovich在国际吸气式发动机学会会议上说,“与其他在机翼安装的外部油箱或机身安装的扩展侧油箱中装载液氢的研究设计相比,HWB采用内部油箱配置,更具优势。HWB最大限度地减少了阻力。液氢储罐位于加压客舱外的机身尾部,虽然不是飞机结构的一部分,但可以通过尾部的门或斜坡进入。”
Lvovich说,研究假设液氢储罐需要在两次飞行之间进行频繁检查和维修,并可能在飞机寿命期间多次全部更换。虽然HWB具有优异的气动性能,最大限度地减少了总润湿表面积,从而降低了总重量和总阻力,但这种布局可能会导致额外的配平阻力损失,估计为5%,原因是飞行过程中重心前移导致稳定性问题。
这项研究借鉴了NASA“大学领导力计划”(ULI)中伊利诺伊大学香槟分校开发的类似概念,该概念使用液氢作为能量载体和低温物质实现超导,从而提高效率并减轻重量。不过,与“高效电力技术飞机中心”(CHEETA)项目设计的飞机所采用的分布式推进系统不同,HWB依靠的是两个电力驱动的推进器。其他有贡献的 ULI 项目包括佛罗里达州立大学的“集成零排放航空”(IZEA)翼身融合概念项目,以及俄亥俄州立大学的“电力推进-挑战与机遇”项目1兆瓦集成电力驱动和逆变驱动系统。
NASA的最新研究还发现,尽管由于燃料系统重量和体积的原因,各种液氢燃料的飞机概念的空重比737参考机型增加了5%到17%,但飞机的总重量减少了。目前进行的研究主要集中在燃料电池技术的成熟上, 不过,目前仍面临许多挑战,包括低温氢气系统、下一代燃料电池和热管理系统的辅助材料和技术的开发,以及飞机结构和动力结构的重大变化。