【行業動態】德國宇航中心測試飛機發動機極低溫氫燃料系統

導讀：據fuelcellsworks網站4月15日報道，德國宇航中心（DLR）正在開展氫燃料航空應用研究，并在 -253 攝氏度（-423 華氏度）的真實工況下完成了成功測試。

研究重點：航空、氣候友好型飛行、能源

液態氫是未來數十年內有望讓航空業更環保的能源載體之一。盡管已取得一定進展，但在實現氫燃料驅動的低排放中程航班之前，仍需克服多項物理難題并開發新技術。德國宇航中心（DLR）在新建的未來推進試驗設施（FPT）中正對這一挑戰展開攻關。

2024 年，位于科隆的 DLR 推進技術研究所已全面驗證：飛機發動機燃燒室可100% 使用氣態氫安全運行。然而，將氫氣從油箱輸送至燃燒室的系統（即分配與調節系統）及所需部件技術在很大程度上仍未被探索，且充滿挑戰。

核心難點在于液態氫（LH2）。與傳統航空煤油相比，它需要更大空間、更高壓力，且必須保持在極低溫環境中。氣態氫僅在 -253 攝氏度以下才會液化，這一溫度被工程界稱為低溫（cryogenic）。從油箱到發動機燃燒室前的整個分配系統，都必須盡可能保持這一溫度恒定 —— 且需覆蓋飛行全階段：無論是巡航高度外界 - 30℃的環境，還是例如在吉隆坡停機坪上 + 40℃的地面環境。

從航運技術轉向航空應用

由于目前市場上尚無適用于航空的成熟技術，解決方案來自 DLR 與其他學科研究人員合作開展的顛覆性研究。油箱、泵、分配管路和換熱器必須在 - 253℃的低溫地面環境下設計、制造并測試，以滿足航空使用要求。

DLR 通過其研究設施與可模擬航空工況的氫燃料測試基礎設施，加速新技術開發。

液態氫從油箱輸送至航空渦輪的過程中，需要高達 100 巴的壓力。為達到這一壓力，需要可在低溫環境下工作的專用泵。

“航空工業中此前沒有同類產品 —— 但航運工業中有，” 項目負責人克里斯蒂安?弗萊因解釋道。DLR 由此與在船用泵領域擁有多年經驗的意大利萬澤蒂（Vanzetti）公司展開合作，梅塞爾集團（Messer Group）則貢獻了低溫技術專長。

“我們的測試旨在收集數據并驗證概念可行。這是漫長征程的第一步 —— 而第一步往往是最重要的一步。” 弗萊因補充說。

2026 年 2 月開展的測試達到技術成熟度 4 級（TRL 4），即在實驗室環境中對部件或原型進行驗證。所采集的數據將用于計算機仿真，以開展系統規模化研究—— 將試驗規模調整至航空實際所需尺寸。

“通過在未來推進試驗設施開展本次測試，我們正在做航空工程師工作中已不多見的事情：不是優化現有技術，而是研究一種全新技術的設計與構型。”DLR 推進技術研究所所長弗洛里安?赫布斯特表示。

資金支持

未來推進試驗設施于 2025 年 10月建成，由德國聯邦經濟事務和氣候行動部（BMWK）UpLift航空研究計劃通過航空研究項目管理機構提供資金支持。UpLift 計劃旨在支持實現氣候中性航空的技術開發。

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