又一重大突破，美國幾十年沒搞定的無油飛機發動機，被中國突破了

2025年11月下旬，珠海亞洲通用航空展現場熱鬧起來。中國航發集團在展區擺出了多款通航動力產品，其中一款兆瓦級氫燃料渦輪發動機吸引了不少目光。這臺發動機不用添加航空燃油，燃燒后只剩下水蒸氣，排放方面達到零碳水平。展會以低空經濟為重點，展示了不少綠色航空相關的技術進展，這款發動機作為其中一部分，體現了動力系統向清潔方向轉變的實際步驟。

中國航發帶來的產品包括混合動力系統和純電推進系統等，氫燃料渦輪發動機屬于首次公開亮相的類型。它主要服務于未來電動垂直起降飛行器這類設備，這些飛行器常被看作城市空中交通的潛在選項。傳統航空動力依賴燃油，燃燒過程會產生二氧化碳，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。早在上世紀三十年代，德國那邊就做過氫燃料噴氣發動機的地面測試，證明這條路有可行性。之后美國、蘇聯等國家也陸續投入研究。蘇聯在1988年4月讓圖-155實驗機完成首飛，那架飛機三臺發動機中有一臺用液氫作為燃料，之后進行了多次飛行，積累了一定經驗。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，那時候的技術條件有限，液氫需要極低溫度儲存，成本和基礎設施跟不上，導致相關項目沒有繼續推開。全球范圍內，氫動力飛機的發展進入一段較長停滯期。不少地方轉而研究氫燃料電池，希望通過不同方式簡化動力系統。但渦輪發動機路線仍有獨特優勢，能量轉換效率和功率輸出方面有自己的特點。

中國航發團隊在氫燃料渦輪發動機上花了不少功夫。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險，所以密封材料和設計需要特別處理。燃料從儲存到進入發動機的整個供應系統，都要適應低溫環境，確保穩定輸運。

燃燒過程是另一個難點。氫氣燒得比煤油快得多，火焰溫度也高，如果直接套用傳統燃燒室，容易出現不穩定情況，比如火焰回竄或者葉片受損。研發中需要重新調整燃燒室結構和噴嘴形式，讓氫氣和空氣混合均勻，燃燒保持穩定。控制系統也要匹配，確保整個過程可靠。

團隊一步步推進驗證工作。先是在小尺度上研究氫氣混合和燃燒組織，后來改造現有發動機進行地面測試。2024年左右，整機性能達到設計要求，還完成了較長時間的持續運轉試驗。液氫輸運系統在各種狀態下運行平穩，沒有出現泄漏或異常。

相比國際上同類渦輪發動機路徑長期沒有實質突破的情況，這項進展提供了新的技術參考。氫燃料發動機能量密度較高，能支持更長的續航，對于電動垂直起降飛行器來說，能緩解電池帶來的限制。鋰電池在飛機環境下容易受溫度和振動影響，而氫系統在安全性控制上也有優勢。

低空經濟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。氫燃料發動機作為一種選項，能推動相關應用落地。未來如果系列化發展，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、儲存和加注設施也會隨之發展，形成配套的產業鏈。