全球首次兆瓦级！在氢能航空的科研“无人区”不断突破

前不久，中国航发集团湖南动力机械研究所自主研制的兆瓦级氢燃料航空涡桨发动机AEP100配装7.5吨级无人运输机在湖南株洲芦淞机场成功首飞。这是全球首次兆瓦级氢燃料航空涡桨发动机试飞。

液氢主阀打开、氮气吹除、发动机点火启动、上推转速……随着现场指令下达，发动机转速传感器和排气温度传感器回传的信号数据快速上升，发动机核心机转速从慢车状态快速上推至100%转速，成功达到起飞功率状态，现场响起热烈的掌声。

当无人机平稳落地，我非常激动。虽然首飞只飞了16分钟，但我们准备了5年，从无技术基础、无经验参考、无试验条件的“三无”状态，一步步走到发动机性能达标的状态，在氢能航空的征途上不断突破。

为什么要研制这一新型发动机？这是因为，氢动力是我国航空降碳的重要路径。与传统航空发动机相比，这款液氢涡桨发动机除了具有零碳排放的优势，还具备能耗更低、寿命更长、高原高寒等极端环境适应性更好等优点，有望成为未来中大型航空器更高效、更经济、更绿色的动力选择。

放眼全球，国际上对液氢航空发动机的研究，受限于技术不成熟、氢燃料制备成本高等问题，始终没有完成全部研制工作。应该说，液氢航空发动机依然没有走出科研“无人区”，我们正力争走在前列。

5年来，研发团队攻克了氢燃料燃烧回火、氢燃料控制计量、液氢汽化输运等一系列难关。例如，氢燃料的火焰传播速度是航空煤油的10倍以上，极易在发动机中发生回火，导致发动机烧蚀甚至损毁。团队在2022年开展的首次氢气燃烧试验中就遭遇过这个难题。为了稳住氢燃料火焰，一方面我们自主开发氢燃烧仿真软件，开展大量仿真分析，同时专门制定燃烧试验方案，最终实现了氢燃料在发动机各状态下的稳定燃烧。

2024年夏天，为了完成试验任务，团队头顶烈日，在露天试车台一次次开展发动机安装、检查。当时气温达40摄氏度，即使做了防晒措施，皮肤依然晒成了古铜色，还有的同事胳膊上都晒出了黑色褶皱。虽然如此，大家依然坚守岗位，一丝不苟地完成故障排查。

我们能够成功研发液氢燃料涡桨发动机，充分印证了新型举国体制的优势——此次共有航空、航天、轨道交通等行业10多家单位参与，旨在将航天和轨道交通领域成熟的氢能应用经验移植到航空领域，极大提高了液氢涡桨发动机的研发效率。此外，中国航发动研所与国内多所优势高校成立联合研发中心，充分发挥高校的基础研究力量，结合中国航发的工程经验，实现了从理论研究到工程研制的紧密衔接。

此次首飞成功，标志着我国在氢燃料航空发动机领域已打通从核心部件到整机集成的全技术链，验证了氢燃料动力系统与飞行平台匹配的工程可靠性，相信将为后续产业化应用提供坚实支撑。

【延伸阅读】液氢涡桨发动机有什么用？

兆瓦级氢燃料航空涡桨发动机AEP100将主要用于空中无人运输、海岛物流、空中载客通勤等低空经济场景。

从产业带动效应看，液氢涡桨发动机有望促进绿氢制备、绿氢储能和绿氢消纳等上游产业发展；另一方面，液氢涡桨发动机将基于成本优势、技术优势和零碳优势，带动我国航空产业绿色转型，加速形成航空领域新质生产力。

接下来，中国航发将推进液氢涡桨发动机与液氢飞机的联合设计，实现液氢涡桨发动机与液氢飞机的进一步适配，同时将提前布局市场应用，挖掘潜在应用场景，开展航程1000公里以上、有效商载2吨以上的试点飞行验证，为液氢涡桨发动机产业化、商业化发展打下基础。从长远看，未来还可将氢能航空发动机技术移植到更多航空领域。（来源：人民日报；作者：肖为；记者：邱超奕采访整理）