圖片來源：Joby官網
首次由液氫驅動的垂直起降航空器（eVTOL）完成飛行試驗，美國低空經濟巨頭Joby再獲突破。
近日，美國eVTOL巨頭Joby宣布，該公司首架氫電驅動的「空中出租車」演示機已完成創紀錄的841公裏（523英裏）飛行，著陸時依然剩余10%的氫燃料負載。
氫動航空以往集中於民航支線客機領域，國外多家氫能初創公司都踏上了將支線客機改裝為氫電驅動的道路，如今則延伸到載人eVTOL領域，這種新型動力又是否適合現階段的載人eVTOL發展？
氫電eVTOL是否可行？
與Joby本身的拳頭產品純電eVTOL相比，該款氫動航空器采用了相同的機身和整體架構，配備由Joby設計和制造的液氫燃料箱，可儲存多達40公斤的液氫。
Joby創始人兼執行長JoeBen Bevirt表示，其將純電eVTOL上的絕大部份設計、測試和認證工作都延續到了氫電飛行當中，未來公司的氫電eVTOL有望能與目前的純電eVTOL一起適用相同的起降點、營運團隊及ElevateOS軟體，以幫助快速實作商業化。
「想象一下，無需前往機場便可以從舊金山飛往聖地亞哥、從波士頓飛往巴爾的摩或從納許維爾飛往紐奧良，而且除了水之外沒有任何排放。這個世界比以往任何時候都更接近現實」，JoeBen表示。
而不止是Joby，國外已有數家載人eVTOL企業在嘗試氫動方向。比如澳洲AMSL Aero公司推出的5座氫燃料電池eVTOL航空器Vertiia，采用8個傾轉旋翼，最大航程1000公裏；瑞士Sirius Aviation釋出的氫動力eVTOL航空器Sirius Jet，包括3座和5座兩個型號，采用氫燃料電池和涵道風扇推進系統。
7月19日，有國內eVTOL廠商高管對表示，目前載人eVTOL市場還是純電為主，氫動eVTOL具備商業可行性，但其對是否適應目前的套用場景則不予置評。同日，有業內人士對表示，氫能航空具備熱值高、效率高等特點，但效能上的優勢仍需技術繼續發展才能體現。
其中一個制約障礙，即為氫燃料電池的功率密度。
中金在今年4月一份研報中指出，eVTOL對於電池包能量密度和峰值功率密度的理想要求分別為400-500Wh/kg和1.5-2.0kW/kg，而氫燃料電池盡管能量密度能達到600Wh/kg-1000Wh/kg，但功率密度只能達到600W/kg，遠低於eVTOL對於峰值功率密度要求。
中金表示，氫燃料電池能量密度高、充能速度快、轉換效率高、容量大等優點，但短期內，氫燃料電池在功率密度上難以快速提升，而鋰離子電池具有較高的功率密度，可以在起飛、降落、懸停等高功率需求階段釋放能量。
中國航空工業發展研究中心總師助理、高級工程師紀宇晗就曾在文章中指出，使用氫燃料電池的eVTOL企業必須認真考慮一個問題，那就是儲氫罐+氫燃料電池的能源方案與鋰電池相比能否形成足夠的有利競爭，氫燃料電池對於10座以上的公務機和支線飛機來說是一個合適的選擇，但未必適合尺寸更小且任務航程更短的垂直起降航空器。
氫能航空離我們還有多遠？
值得註意的是，Joby此次eVTOL的氫電飛行，並非氫能在航空器中的首次套用，氫能在民航支線客機領域的發展，全球範圍內已有多家公司布局和套用。
2024年7月2日，美國氫能航空初創公司ZeroAvia宣布，已獲得美利堅航空公司新增股權投資，同時獲得100架氫電發動機的有條件訂單。公司官網顯示，其累計已獲得全球航司近2000台發動機預訂單。
2023年9月，美國環球氫能公司宣布，其改裝飛機總訂單達到250架，均為以氫燃料電池和馬達替代支線客機上的傳統發動機。
全球飛機制造雙雄之一空中客車，則在2020年推出ZEROe概念飛機，旨在2035年將世界首款氫動力民航機推向市場。
2024年年初，空客還與挪威航空總署（Avinor）、北歐航空、瑞典機場建設集團Swedavia公司以及瑞典大瀑布電力公司（Vattenfall）簽署諒解備忘錄，共同研究在瑞典和挪威機場建設氫能源基礎設施的可行性。這項工作還將確定在兩國選擇哪些機場率先為營運氫動力飛機進行改造，以及相應的監管框架。
而傳統航空發動機巨頭之一的羅爾斯·羅伊斯公司（以下簡稱「羅羅」），近年也在開展研究氫內燃機技術。2023年10月，羅羅宣布，與相關機構合作對一項關鍵氫發動機技術進行了驗證，其設計的先進燃料噴嘴能逐步混合空氣與氫氣，管理燃料反應。易捷航空則斥資為羅羅的窄體飛機氫內燃機技術的研發提供支持。
德國科隆航空航天中心的氫燃料測試 圖片來源：羅爾斯羅爾斯微信公眾號
與之相對的是，中國國內支線航司方面目前尚未有公開的氫能電推的改裝訂單。7月19日，向國內一家規模較大的支線航空詢問氫動航空方面進展，截至發稿並未獲得回應。
國內氫動客機制造方面，2023年9月，國產大飛機制造商中國商飛展示了國內新一代氫能源技術驗證機「靈雀M」航模，據當時媒體報道，「靈雀M」原型機擬進行試飛，距離實作商用化仍需要較長時間。
今年1月29日，由中國工程院院士、遼寧通用航空研究院首席科學家楊鳳田主持研制的四座氫內燃飛機RX4HE原型機（120kW）在沈陽成功首飛，其動力系統開發與標定工作則由北京理工大學機械與車輛學院孫柏剛教授團隊參與。
圖片來源：遼寧通用航空研究院官網
7月19日，有業內人士對表示，國內支線市場偏少，發展氫能航空缺少直接的驅動力。同天，有民航專家在接受采訪表示，氫能在航空套用上還有很多技術瓶頸，「改裝只是實驗階段，和商用相差很遠，從改裝成功到真正商用，仍要解決安全、能量密度等問題」。至於改裝訂單方面，其則認為這類訂單更多是出於融資需要。
2023年10月，四部門聯合釋出的【綠色航空制造業發展綱要（2023-2035年）】提出「截至2025年，完成電動垂直起降航空器（eVTOL）實作試點執行、氫能源飛機關鍵技術完成可行性驗證」的發展目標，並強調要「積極布局氫能航空等新賽道」。
不過，美國環球氫能公司的破產為資本熱捧的氫能航空賽道「澆了一盆冷水」。
據【西雅圖時報】報道，美國環球氫能公司已於2024年6月末因無法及時完成融資、現金流難以為繼而宣布破產。過去5年，美國環球氫能公司曾至少獲得來自空客風投Airbus Ventures、GE航空（GE Aviation）、豐田風投Toyota AI Ventures、捷藍風投JetBlue Technology Ventures和騰訊等機構累計8500萬美元的融資。
