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空 天 力 量 杂 志
Antares DLR-H2 实 验 飞 机 试 飞 成 功 , 成 为 世
界 上 第 一 架 采 用 燃 料 电 池 动 力 起 飞 的 有 人 驾
驶 飞 机 。 12 不 久 前 , 空 军 理 工 学 院 启 动 了 一
项 概 念 设 计 工 具 研 发 项 目 , 用 于 探 讨 在 微 型
航 空 器 中 使 用 燃 料 电 池 的 利 益 得 失 。 13 此 工
具 整 合 空 气 动 力 学 、 推 进 、 动 力 管 理 和 动 力
源 等 方 面 的 精 密 分 析 , 确 定 一 款 微 型 航 空 器
执 行 既 定 任 务 的 续 航 能 力 。
以 上 在 混 合 电 动 系 统 方 面 的 多 项 研 究 成
果 , 无 论 是 基 于 内 燃 机 还 是 燃 料 电 池 , 都 清
楚 表 明 人 们 对 替 代 能 源 在 航 空 领 域 的 应 用 充
满 兴 趣 , 上 述 成 果 将 在 不 同 尺 寸 / 类 型 的 飞
机 和 不 同 任 务 的 应 用 中 发 挥 作 用 。 例 如 , 如
前 所 述 , 空 军 理 工 学 院 科 研 人 员 正 在 测 试 一
种 用 于 小 型 遥 驾 飞 机 的 混 合 电 动 系 统 样 机 ,
以 确 定 其 在 执 行 典 型 情 监 侦 任 务 中 的 用 处 。
另 外 , 我 院 学 生 正 在 开 发 一 种 用 于 教 练 机 的
混 合 电 动 系 统 概 念 设 计 , 以 测 定 在 一 次 典 型
的 教 练 任 务 中 可 以 节 省 多 少 燃 料 和 能 源 。 美
国 空 军 应 支 持 空 军 理 工 学 院 对 燃 料 电 池 技 术
的 研 究 , 使 我 院 能 加 大 研 究 力 度 , 确 定 这 些
技 术 对 小 型 遥 驾 飞 机 和 微 型 航 空 器 的 航 程 及
续 航 能 力 有 多 大 改 进 。 对 于 大 型 飞 机 , 这 些
技 术 也 可 以 用 作 辅 助 动 力 。 混 合 电 动 系 统 将
对 上 述 空 军 能 源 计 划 中 呼 吁 的 第 一 项 措 施 做
出 贡 献 , 有 助 于 空 军 降 低 能 源 需 求 。
开 展 合 成 燃 油 应 用 测 定
空 军 理 工 学 院 也 正 在 努 力 支 持 这 项 能 源
计 划 中 的 第 二 项 措 施 : 增 加 能 源 供 应 。 我 院
正 在 开 展 替 代 能 源 的 研 究 。 航 空 油 对 空 军 和
民 航 系 统 而 言 都 是 一 项 巨 大 的 开 支 。 在 2006
年 , 燃 油 费 用 在 历 史 上 第 一 次 成 为 美 国 民 航
业 运 营 成 本 中 的 最 大 一 项 费 用 。 14 美 国 空 军
作 为 美 国 政 府 的 最 大 航 空 油 用 户 , 每 年 消 耗
约 25 亿 加 仑 。 15 空 军 可 以 减 少 燃 油 开 支 ,
途 经 包 括 使 用 替 代 燃 料 ( 例 如 Fischer-
Tropsch [FT 或 费 — 托 ] 合 成 燃 油 )、 设 计 更
高 效 的 发 动 机 或 新 式 推 进 系 统 、 研 制 更 优 化
的 空 气 动 力 配 置 和 更 轻 的 飞 行 器 结 构 。 16
工 商 界 和 政 府 都 成 立 了 具 体 部 门 , 研 究
和 验 证 替 代 燃 料 应 用 。 有 一 个 联 合 计 划 称 为
“ 商 业 航 空 替 代 燃 料 项 目 ”, 目 的 是 通 过 联 合
新 兴 的 喷 气 发 动 机 替 代 燃 料 工 业 , 将 这 些 新
型 燃 油 用 于 商 业 航 空 , 从 而 促 进 航 空 业 的 能
源 安 全 和 环 境 可 持 续 发 展 。 17 在 空 军 研 究 实
验 室 , 担 任 推 进 系 统 理 事 会 燃 料 及 能 源 技 术
顾 问 的 Bill Harrison 也 强 调 指 出 , 美 国 需 要
增 加 国 内 燃 料 供 应 , 需 要 研 究 、 测 试 和 验 证
新 型 替 代 / 本 国 产 燃 油 。 18 替 代 燃 料 可 以 取
代 如 JP-5、JP-7 和 JP-8 号 航 空 油 等 许 多 传
统 燃 料 。 例 如 在 2007 年 8 月 ,B-52 轰 炸 机
通 过 认 证 , 可 以 使 用 比 例 为 50/50 的 合 成 油 /
JP-8 混 合 油 。 19 空 军 还 在 2007 年 成 立 了 替
代 燃 料 认 证 办 公 室 , 经 空 军 部 长 特 许 , 负 责
管 理 对 空 军 所 有 作 战 平 台 (40 多 种 )、 保 障
设 备 和 基 地 基 础 设 施 使 用 比 例 为 50/50 的
FT/JP-8 混 合 油 认 证 工 作 。 20 现 在 空 军 中 几 乎
所 有 作 战 平 台 都 已 通 过 认 证 , 可 以 使 用 加 入
合 成 油 的 混 合 油 。
空 军 理 工 学 院 积 极 研 制 取 代 传 统 喷 气 发
动 机 燃 料 的 替 代 燃 料 。 喷 气 发 动 机 燃 料 属 于
通 称 为 煤 油 的 碳 氢 大 类 材 料 。 21 把 基 于 FT
合 成 燃 料 工 艺 的 合 成 燃 油 与 从 石 油 提 炼 的 传
统 燃 油 ( 如 JP-8 号 航 空 油 ) 相 比 ,FT 燃 油
来 自 其 它 原 材 料 , 如 煤 、 天 然 气 或 生 物 质 ,
这 是 一 个 催 化 化 学 过 程 , 先 将 原 料 转 化 为 一
氧 化 碳 和 氢 气 , 然 后 结 合 而 成 为 更 长 的 碳 氢
分 子 链 。 理 论 上 ,FT 燃 油 的 能 源 含 量 足 以 取
代 传 统 燃 油 , 但 是 我 们 需 要 开 展 更 多 的 研 究 ,
探 讨 这 些 燃 油 在 那 些 原 本 使 用 传 统 燃 油 的 设
备 中 的 使 用 情 况 。 22 空 军 理 工 学 院 的 燃 烧 优
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