氢燃料电池混合动力客机关键参数敏感性研究
摘要：
氢燃料电池混合动力客机是未来降低航空业碳排放的可行技术路线之一.然而目前针对不同氢燃料电池混合动力技术对飞机整体特性影响的机理分析和定量趋势研究较少.针对该问题,建立了氢燃料电池混合动力客机关键参数敏感性分析方法,定量研究了关键技术参数变化对飞机整体特性的影响和作用趋势.同时,根据当前至未来10年内各阶段氢能技术发展所能达到的不同技术水平,给出匹配不同阶段的最佳动力分配策略.以窄体干线客机为研究对象,开展关键参数敏感性分析.结果表明,氢燃料电池功率密度对飞机的最大起飞质量和使用空重影响最大,而巡航时的氢动力配比对飞机的碳排放量以及燃料和碳税成本影响最大.在不同技术水平下,提高巡航时的氢燃料电池提供的推力占比整体而言可以降低飞机的最大起飞质量以及燃料和碳税成本,但起飞时氢动力占比不能过大.在未来混合动力技术预期发展过程中,当巡航时氢燃料电池提供的推力占比取0.4、起飞时氢燃料电池提供的推力占比取0.15时,飞机可获得最轻的最大起飞质量和最低的燃料和碳税成本.相比于传统飞机,氢燃料电池混合动力客机在未来10年将降低燃料和碳税成本达15%～26%.
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作者：
范周伟,孔垂欢,刘明,谭兆光
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刊名：
航空学报
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年期：
2025.9
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