空客工程師推進低溫超導技術
，實現氫燃料電池飛行

空(kong)中(zhong)客(ke)車(che)法(fa)國(guo)工(gong)程(cheng)師(shi)們(men)精(jing)心(xin)地(di)用(yong)超(chao)導(dao)膠(jiao)帶(dai)代(dai)替(ti)銅(tong)磁(ci)線(xian)纏(chan)繞(rao)低(di)溫(wen)冷(leng)卻(que)永(yong)磁(ci)電(dian)機(ji)，成(cheng)功(gong)研(yan)發(fa)出(chu)一(yi)種(zhong)可(ke)由(you)氫(qing)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)驅(qu)動(dong)的(de)飛(fei)機(ji)電(dian)力(li)推(tui)進(jin)係(xi)統(tong)。該(gai)團(tuan)隊(dui)最(zui)近(jin)啟(qi)動(dong)了(le)該(gai)係(xi)統(tong)核(he)心(xin)的(de) 500 千瓦動力係統，標誌著他們在將氫燃料電池和超導結合起來實現改變遊戲規則的飛行推進方麵的探索取得了突破。

超導膠帶的電流密度是銅的一百倍。低溫冷凍膠帶使其能夠幾乎無阻力地將電力從燃料源傳輸到推進係統。這就是為什麼空中客車 UpNext 的先進超導和低溫實驗動力係統演示器 (ASCEND) 團隊在圖盧茲郊外的一個大倉庫裏花了三年時間探索低溫超導對電力基礎設施的影響，這些基礎設施可以為下一代低碳飛機提供動力。

圖 ASCEND 製造的電機由超導膠帶供電
，由於超導膠帶在低溫下的電阻非常低，幾乎不會出現電流損失。ASCEND 已經證明，超導動力係統有可能在電力推進中實現重大功率轉變，從幾百千瓦到幾兆瓦。

這項工作於 2023 年 11 月取得成效
，動力係統成功啟動
，該動力係統由超導膠帶、低溫電機控製單元和冷卻係統以及超導電機組成。作為參考，僅使用電力讓就可讓今天的城市間渦輪螺旋槳飛機起飛，需要大約 8 兆瓦的電力。

圖 超導電機在空客位於奧托布倫的電動飛機係統測試設施中成功啟動。

這款動力總成是在UpNext圖(tu)盧(lu)茲(zi)附(fu)近(jin)的(de)總(zong)部(bu)開(kai)發(fa)的(de)，由(you)空(kong)客(ke)中(zhong)央(yang)研(yan)究(jiu)與(yu)技(ji)術(shu)部(bu)門(men)進(jin)行(xing)科(ke)學(xue)研(yan)究(jiu)。然(ran)後(hou)，在(zai)項(xiang)目(mu)的(de)最(zui)後(hou)階(jie)段(duan)

，空(kong)客(ke)工(gong)程(cheng)師(shi)在(zai)該(gai)公(gong)司(si)位(wei)於(yu)德(de)國(guo)奧(ao)托(tuo)布(bu)倫(lun)的(de)E-Aircraft System 測試中心對其進行了測試。這是歐洲同類設施中最大的。測試證實

，開發、組裝和控製符合航空規格的完整超導和低溫鏈是可能的。

suiranchaodaojishuduixuduorenlaishuokenengxiangshikehuanxiaoshuo，dantayijingcunzailejishinian。jintian，tazhuyaoyongyuyixuetuxiangsaomiaoyi

，xuyaogaocichangdekexueshiyan，ruouzhouheziyanjiuzhongxinde 大型強子對撞機或地麵電力運輸。然而
，開放市場上的測試設施很少，國際生態係統仍然不成熟。

ASCEND項目負責人Ludovic Ybanez說:“我們需要的技術已經存在。” “我們的目標不是重新發明輪子。這是為了找出最好的公司和研究機構
，並將他們的技術應用於飛機上。我們與20多個合作夥伴密切合作，設計了一種低溫動力係統，可將電氣係統的效率提高至少4-5%。”

圖 空中客車公司UpNext工程師Reda Abdouh凝視著ASCEND超導低溫試驗台。當它所含的液氮被釋放出來時，突然的寒冷導致它周圍的空氣凝結。

作為空客的創新實驗室，UpNext的做法與眾不同。考慮到創業的自由和靈活性，

ASCEND的工程師們在UpNext的圖盧茲總部和奧托布倫工作，他們和德國同事一起手工搭建了測試平台環境。

這些不起眼的白色盒子可以在圖盧茲倉庫的一個小房間裏找到。雖然它們從外麵看起來很簡單
，但盒子裏裝著複雜的係統。 這些自製設備高約1.5米，類似於一個超大的家用電器，ASCEND團隊在這裏測試超導材料在飛機熱循環中的表現。當暴露在極低的溫度下(通常低於-170°C)，這種材料的電阻變為零。

這可能看起來很冷，但在工業過程中廣泛使用的液氮溫度在-200°C左右。動力總成部件在這些環境中反複進行極端熱衝擊測試，以確定低溫對電力推進係統性能的潛在影響。

傳(chuan)統(tong)的(de)電(dian)動(dong)傳(chuan)動(dong)係(xi)統(tong)需(xu)要(yao)高(gao)電(dian)壓(ya)來(lai)限(xian)製(zhi)功(gong)率(lv)損(sun)失(shi)。在(zai)電(dian)動(dong)飛(fei)機(ji)上(shang)
，超(chao)導(dao)動(dong)力(li)係(xi)統(tong)可(ke)以(yi)降(jiang)低(di)電(dian)壓(ya)
，實(shi)際(ji)上(shang)可(ke)以(yi)消(xiao)除(chu)損(sun)耗(hao)，同(tong)時(shi)控(kong)製(zhi)整(zheng)個(ge)係(xi)統(tong)的(de)重(zhong)量(liang)和(he)尺(chi)寸(cun)。超(chao)導(dao)的(de)條(tiao)件(jian)將(jiang)通(tong)過(guo)與(yu)將(jiang)飛(fei)機(ji)上(shang)的(de)液(ye)氫(qing)保(bao)持(chi)在(zai)-253°C的低溫過程相同的低溫過程來創造，在這個低溫過程中，氫被用來通過燃料電池內部的電解來發電。

在停滯不前的開始之後，航空航天超導生態係統正在成熟。隨著ASCEND章節的結束
，另一個章節開始了。這項技術的成熟和加速的競賽已經開始，以滿足空中客車公司到2035年飛行氫燃料電池飛機的雄心。

翻譯人：沈亞皓

來源：

https://fuelcellsworks.com/news/airbus-engineers-advance-cryogenic-superconductivity-for-flight-powered-by-hydrogen-fuel-cells/