川觀新聞記者 張紅霞
四中全會精神在基層
黨的二十屆四中全會通過的“十五五”規劃建議提出，前瞻布局未來產業，探索多元技術路線、典型應用場景、可行商業模式、市場監管規則，推動量子科技、生物制造、氫能和核聚變能、腦機接口、具身智能、第六代移動通信等成為新的經濟增長點。
燒油的飛機大家坐過，燒氫氣的呢？目前這個技術難題，正在四川一點點被攻克。
2024年珠海航展，我國首臺（套）氫燃料航空渦輪發動機與試驗系統亮相，研發單位正是中國航發四川燃氣渦輪研究院（下稱“中國航發渦輪院”）。
如今這里飛出另一支“氫”騎兵——該院聯合西南石油大學“再下一城”，攻克500公斤推力級氫燃料航空渦扇發動機核心鏈條難關，研制樣機已在進行調試和驗證。
“綠色航空”時代的飛機“心臟”什么樣？近日，川觀新聞記者來到中國航發渦輪院進行采訪。
現場目擊：“桀驁不馴”的氫氣如何被“收服”
中國航發渦輪院新能源航空動力領域技術負責人助理馬存祥，手指模型發動機介紹其構成——風扇、壓氣機、燃燒室、渦輪和噴管等。
位于C位的就是氫燃燒室。馬存祥說，發動機被稱為“飛機的心臟”，而燃燒室是“心臟中的心臟”。“心臟”里燃燒的，過去是柴油，現在是氫氣。
記者在中國航發渦輪院看到的氫燃料航空渦輪發動機原模型及試驗系統。
氫元素約占宇宙物質總量的81.75%，在地球水體中儲量豐富；其燃燒熱值高，是航空煤油的近3倍；其燃燒后排放物基本是水，清潔無污染。因此，氫能航空動力是未來實現零碳排放的關鍵動力形式之一，全生命周期內可以實現航空業75%以上的碳減排。
但想讓氫氣老老實實“燃燒”，卻一點不容易，主要因為氫氣的“暴脾氣”——易燃易爆，火焰傳播速度是燃油的6倍。
該如何讓“桀驁不馴”的氫氣乖乖聽話？馬存祥帶著科研團隊在燃燒室構造上下功夫。
氫燃燒室中間都布置氫氣噴嘴，噴嘴上都密布著比芝麻還小的微孔，由此噴射氫氣。“這個微孔就是對治氫氣‘壞脾氣’的法寶。”馬存祥說，一般而言，燃油燃燒孔直徑為毫米級，燃燒區里的火焰呈?球狀。為了削弱氫的“逃逸”，減弱氫氣的高溫，氫燃燒噴孔直徑只有更小，通過密集小孔噴射，與空氣混合燃燒變成微小的多簇火焰，共同產生高溫燃氣沖擊渦輪葉片做功，燃氣最后從噴管高速噴射而出，進而產生推力，使飛機上天。
這個獲得了國家發明專利的技術，叫“微小尺度的氫燃料混合組織燃燒”——它讓氫因為微小而變得穩定，同時也不會燃爆，成為安全能源。
為啥非要用氫能發動機替換技術非常成熟的燃油發動機？背景在于全球“綠色航空”的共識——
2021年，國際航空運輸協會通過了全球航空業于2050年實現凈零碳排放的決議。中國在2020年提出的“雙碳”目標，航空業是高碳排放行業之一，且有增長趨勢，“轉換動能”勢在必行。
持續攻關：從小到大，從渦噴到渦扇
2024年亮相珠海航展的氫燃料航空渦輪發動機及試驗系統。
研發路上，中國航發渦輪院并非孤軍作戰。2010年左右，西南石油大學化學化工學院教授唐鋆磊科研小組加入進來。因為該校在天然氣制氫等系列技術有持續、深入研究，能幫助氫能發動機解決關于氫的相關難題。
強強聯手，研發進程加快。
2021年，在中國航發科技創新基金的支持下，“微小尺度的氫燃料混合組織燃燒”技術研究啟動，將200公斤推力級燃油發動機改造為氫發動機。研究小組建立了首臺（套）氫渦輪發動機移動試車臺，并于2024年8月完成整機地面試驗驗證——氫發動機首次點火一次成功，試驗后發動機技術狀態良好。
珠海航展的成功亮相，極大地鼓舞了研究小組的信心。他們把目光投向了“第二階段”——500公斤推力級氫燃料渦扇發動機。從200公斤推力到500公斤推力、從“渦噴”到“渦扇”，量級增強了、難度也變高了。在業內人士眼里，渦噴的優勢在于飛得快，渦扇的長處在于飛得遠、經濟性好，商用飛機大多采用渦扇發動機。
“目前，氫的燃燒已有解決方案，正在聯合中國計量大學攻關氫氣計量難題，還在尋找儲氫罐新材料合作方。”中國航發渦輪院相關技術負責人說，500公斤推力級研制雖然還在技術驗證階段，離真正裝在飛機上還有距離，但可以先用在無人機上，循序推進。
眼下國內航空發動機企業都在探索新能源途徑，四川有沒可能走在前面？對此，科研團隊們都信心滿滿。
“從我們院校兩家來看，四川氫能產業正處于快速上升階段，并且是國內少有的氫能全產業鏈條齊全的省份，非常有可能形成氫能航空發動機的先發優勢。”唐鋆磊說。
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