2025年11月下旬，珠海亞洲通用航空展現(xiàn)場熱鬧起來。中國航發(fā)集團(tuán)在展區(qū)擺出了多款通航動力產(chǎn)品，其中一款兆瓦級氫燃料渦輪發(fā)動機(jī)吸引了不少目光。這臺發(fā)動機(jī)不用添加航空燃油，燃燒后只剩下水蒸氣，排放方面達(dá)到零碳水平。展會以低空經(jīng)濟(jì)為重點(diǎn)，展示了不少綠色航空相關(guān)的技術(shù)進(jìn)展，這款發(fā)動機(jī)作為其中一部分，體現(xiàn)了動力系統(tǒng)向清潔方向轉(zhuǎn)變的實(shí)際步驟。

中國航發(fā)帶來的產(chǎn)品包括混合動力系統(tǒng)和純電推進(jìn)系統(tǒng)等，氫燃料渦輪發(fā)動機(jī)屬于首次公開亮相的類型。它主要服務(wù)于未來電動垂直起降飛行器這類設(shè)備，這些飛行器常被看作城市空中交通的潛在選項(xiàng)。傳統(tǒng)航空動力依賴燃油，燃燒過程會產(chǎn)生二氧化碳，而氫燃料路徑避開了這一問題。

氫能用于航空動力的想法由來已久。早在上世紀(jì)三十年代，德國那邊就做過氫燃料噴氣發(fā)動機(jī)的地面測試，證明這條路有可行性。之后美國、蘇聯(lián)等國家也陸續(xù)投入研究。蘇聯(lián)在1988年4月讓圖-155實(shí)驗(yàn)機(jī)完成首飛，那架飛機(jī)三臺發(fā)動機(jī)中有一臺用液氫作為燃料，之后進(jìn)行了多次飛行，積累了一定經(jīng)驗(yàn)。攜帶一定量的液氫就能飛出較長距離，顯示出氫能在航空上的潛力。

不過，那時候的技術(shù)條件有限，液氫需要極低溫度儲存，成本和基礎(chǔ)設(shè)施跟不上，導(dǎo)致相關(guān)項(xiàng)目沒有繼續(xù)推開。全球范圍內(nèi)，氫動力飛機(jī)的發(fā)展進(jìn)入一段較長停滯期。不少地方轉(zhuǎn)而研究氫燃料電池，希望通過不同方式簡化動力系統(tǒng)。但渦輪發(fā)動機(jī)路線仍有獨(dú)特優(yōu)勢，能量轉(zhuǎn)換效率和功率輸出方面有自己的特點(diǎn)。

中國航發(fā)團(tuán)隊(duì)在氫燃料渦輪發(fā)動機(jī)上花了不少功夫。氫氣本身密度小，儲存時要么高壓壓縮，要么冷卻到很低溫度變成液體，這都會增加系統(tǒng)重量。氫分子很小，容易從管道或接頭處泄漏，一旦和空氣混合就有安全風(fēng)險，所以密封材料和設(shè)計(jì)需要特別處理。燃料從儲存到進(jìn)入發(fā)動機(jī)的整個供應(yīng)系統(tǒng)，都要適應(yīng)低溫環(huán)境，確保穩(wěn)定輸運(yùn)。

燃燒過程是另一個難點(diǎn)。氫氣燒得比煤油快得多，火焰溫度也高，如果直接套用傳統(tǒng)燃燒室，容易出現(xiàn)不穩(wěn)定情況，比如火焰回竄或者葉片受損。研發(fā)中需要重新調(diào)整燃燒室結(jié)構(gòu)和噴嘴形式，讓氫氣和空氣混合均勻，燃燒保持穩(wěn)定?？刂葡到y(tǒng)也要匹配，確保整個過程可靠。

團(tuán)隊(duì)一步步推進(jìn)驗(yàn)證工作。先是在小尺度上研究氫氣混合和燃燒組織，后來改造現(xiàn)有發(fā)動機(jī)進(jìn)行地面測試。2024年左右，整機(jī)性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，還完成了較長時間的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)。液氫輸運(yùn)系統(tǒng)在各種狀態(tài)下運(yùn)行平穩(wěn)，沒有出現(xiàn)泄漏或異常。

相比國際上同類渦輪發(fā)動機(jī)路徑長期沒有實(shí)質(zhì)突破的情況，這項(xiàng)進(jìn)展提供了新的技術(shù)參考。氫燃料發(fā)動機(jī)能量密度較高，能支持更長的續(xù)航，對于電動垂直起降飛行器來說，能緩解電池帶來的限制。鋰電池在飛機(jī)環(huán)境下容易受溫度和振動影響，而氫系統(tǒng)在安全性控制上也有優(yōu)勢。

低空經(jīng)濟(jì)涉及城市間人員和物資的快速流動，飛行器需要可靠的動力支撐。氫燃料發(fā)動機(jī)作為一種選項(xiàng)，能推動相關(guān)應(yīng)用落地。未來如果系列化發(fā)展，還可能延伸到氫渦槳或混動形式，逐步覆蓋更多航空平臺。綠氫的生產(chǎn)、儲存和加注設(shè)施也會隨之發(fā)展，形成配套的產(chǎn)業(yè)鏈。