2024 年5 月 7 日

 

• 新的氣候友善飛機配置在保持經濟競爭力的同時是可能的。
• 分析中考慮了飛機的完整生命週期以及再生燃料的生產和使用鏈。
• 後續項目涉及最有前途的配置的更詳細設計。
• 重點：航空、氣候友善飛行

 

四年來，德國航空航天中心 (DLR) 的 20 個研究機構一直在 EXACT（電動飛機概念和技術探索）計畫中共同致力於低排放商用飛機的設計。結果：可以顯著減少空中交通對氣候的影響，同時保持經濟競爭力。 2024 年 5 月 7 日至 8 日，研究結果將在漢堡-Finkenwerder DLR 站點舉行的 EXACT 公眾日上以對話形式向來自行業和研究領域的 170 名參與者展示。在分析新飛機配置的氣候相容性時，全面考慮了飛機的完整生命週期以及獲取、運輸和提供可再生燃料的過程。這使得研究人員能夠找到具有最大生態和經濟潛力的飛機配置。

「作為歐洲最大的航空研究機構，我們擁有詳細準備新飛機配置的所有專業知識，」德國航空航天中心航空部主任 Dr.馬克費雪. “同樣重要的是，來自工業界和研究界的所有合作夥伴齊心協力，良好協調，以便在時間緊迫的情況下有效地完成氣候友好型航空的重大任務。”

博士。漢堡DLR 航空系統架構研究所所長 Björn Nagel補充道：「在 EXACT 計畫中，我們現在已經廣泛分析和評估了最有前途的飛機概念和技術。我們希望與飛機製造商、供應商和其他研究機構交流我們的研究結果。生態飛機概念的研究表明，航空對氣候的影響可以減少至少80%，而且成本不會增加。

其中三款飛機已成為最有前途、低排放且經濟的飛機概念，適用於載客 250 名乘客的中短程航線：

 

電池混合驅動出奇的好

「乍看之下似乎令人驚訝的是，電池電動混合動力概念表現最佳。由於電池質量大且航程相當短，因此以前認為電池操作對於短程航線上使用的小型飛機更有前景。事實上，插電式混合動力架構意味著更大的、與市場相關的飛機也可以使用它來提供動力。具有極高回收率和較長電池壽命的可持續生產是關鍵的生態條件。低生產成本和快速裝載能力保證了飛機的性價比。由電池供電的飛機可以行駛 500 公里，而使用可持續燃料的混合動力飛機可以行駛 2,800 公里。

 

短途渦輪螺旋槳飛機

渦輪螺旋槳飛機的技術已實際應用多年，但主要是在區域性使用。在較低的巡航速度下，飛機使用的燃料顯著減少。這個選擇不僅在生態上有利，而且從經濟角度來看對航空公司來說也是值得的。使用化石燃料已經可以減少 40% 以上的氣候影響；使用永續燃料

 

氫推展的經濟可行性

氫動力飛機可以減少至少 80% 的氣候影響。然而，它們是否具有經濟吸引力很大程度上取決於氫氣和合成煤油的生產成本。在停機坪、下降過程中或機載系統中提供支援的燃料電池將顯著減少 1,500 公里範圍內的排放。

 

從能源生產到回收的模擬

在 EXACT 計畫中，DLR 開發了一個模擬框架。它允許根據各種參數進行計算 - 從能源生產和飛機設計到氣候影響和航空運輸系統的整體評估。研究人員詳細展示了新型氣候友善飛機的外觀。對於每種可能的驅動技術，還提供了有關如何建造相應組件或輕質結構的資訊。這反過來又有助於產品預先開發和生產規劃。

「自從計畫開始以來，我們逐漸比較了各種技術選項，並得出了最喜歡的三種技術，」丹尼爾·西爾伯霍恩 (Daniel Silberhorn) 說。 “我們可以使用模擬框架快速重新計算所有場景，包括當前狀況，例如能源價格或新飛機技術。”

 

合作制定細節

後續項目將涉及更詳細地定義技術細節，例如飛機的確切空氣動力學特性或氫氣罐的確切重量。與飛機製造商、供應商和研究機構一起，在協作交流中不斷調整可能的新飛機的設計流程。

「我們的研究成果是虛擬產品，其中描述了不同技術的交互作用。我們希望與工業公司合作，明確轉移到下一個實際產品的潛力和邊界條件。 「與其他研究機構合作，我們的整體系統方法具有許多協同作用，」Björn Nagel 說。

 

[照片]

(A) 飛機配置 PLUG-IN-HYBRID，以電池電力驅動

這種類型的飛機在完全由電池供電時可以行駛 500 公里，在使用可持續燃料的混合動力供電時甚至可以行駛 2,800 公里。

(B) 飛機配置氫-溫和混合動力，以氫直接燃燒和燃料電池為支持

氫動力飛機可以減少至少 80% 的氣候影響。 在停機坪、下降過程中或機載系統中提供支援的燃料電池將顯著減少排放。

(C) 飛機配置 TURBOPROP

當使用化石燃料時，渦輪螺旋槳飛機對氣候的影響已經減少了 40% 以上；使用永續燃料將進一步減少對氣候的影響。

(D) 確切的專案結果

三個最受歡迎的概念預計將氣候影響減少 70% 至 90%，且與當今載客量相同的飛機相比，營運成本不會更高。