零排放：像黑尾鹬一样飞

零排放：像黑尾鹬一样飞

Ｓｔｒａｔｏｌｉｎｅｒ的利用形状独特的机翼获得升力，飞行高度将超过现有商业客机。

　　黑尾鹬给飞机设计师以灵感。

　　Ｓｔｒａｔｏｌｉｎｅｒ像是待飞的黑尾鹬。

氢动力概念飞机现身，零排放飞行或成现实。黑尾鹬是一种比较特殊的候鸟，它至今保持着鸟类的一项飞行世界纪录——在不休息和不进食的状态下从澳大利亚飞到美国。美国公司从黑尾鹬身上得到了灵感，设计了一款“零排放”的新型喷气式概念飞机，飞机的机翼与黑尾鹬的翅膀相似，依靠独特的动力方式实现超高空飞行。

1超大机翼像鸟一样飞翔

澳大利亚的候鸟黑尾鹬能从澳大利亚飞行至美国阿拉斯加，连续飞行７２５６英里（即１１６７７公里），中途甚至不用停下来进食，创下鸟类长时间“不停留飞行”的世界纪录。这让设计师威廉姆·布莱克得到灵感，设计出氢动力“零排放”喷气式飞机——洛克希德高空概念客机“Ｓｔｒａｔｏｌｉｎｅｒ”。

任何概念设计的目的都是为了激起人们的创造灵感，虽然有些设计暂时无法直接投放市场。这些概念设计师，也被称为视觉未来学家。他们常常试图打破想象的边界，一个个独具创意的奇思妙想让人们觉得似乎他们直接将科幻电影中的场景直接搬到了现实世界。其独特的构思足以证明这个概念飞机绝不会平淡无奇。

虽然我们无法确定这架概念飞机何时能真正变成现实。但是有一件事现在就可以确定：该设计旨在带给世界一个崭新的观念，就是未来零排放飞行器将会是什么样子。

美国洛克希德公司（Ｌｏｃｋｈｅｅｄ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）创建于１９１２年，是美国一家主要航空航天公司，１９９５年同马丁·玛丽埃塔公司合并成为洛克希德·马丁公司。该公司设计师威廉姆·布莱克负责设计氢动力飞机Ｓｔｒａｔｏｌｉｎｅｒ。

布莱克所设计的飞机有一对超大的翅膀，它的外形就像一个弯曲的澳大利亚黑尾鹬。这样在飞机到达平流层的时候，空气阻力减小，这对超大的翅膀就可以产生大量的上升气流，足够支撑飞机不往下落，那样飞机就可以像黑尾鹬一样滑翔。

2不加油不排放污染气体

布莱克希望这架喷气式飞机可以不加油飞到地球任何地方，在靠空气动力飞到阻力较低的平流层后，飞机就能像鸟般滑翔，且不会排放任何污染气体。新客机的飞行高度远远高于现在任何客机的飞行高度。

布莱克在知名设计网站Ｙａｎｋｏ上写道：“超大机翼能产生大量空气动力，让飞机飞至更高的地方，飞机依靠４个低温氢燃料涡轮发动机为飞机提供动力，以实行零排放飞行。同时飞机处于一种类似战斗机的低功率状态，从而节省大量燃料。”

布莱克说，“当发动机始终都处在闲置状态，这时候的飞机就在节约燃料。如果飞机在其飞行过程中有２０％的飞行里程都是进行滑翔，这可以将燃料消耗减少１０％至２０％左右。如果飞机行程超过数千英里，那么其节约下来的燃料将会十分可观。”

这对于那些飞行时间长、距离远的洲际航班来说，如果采用该概念客机将会节省下一大笔燃料费用，同时也不用担心污染问题。

低温氢燃料涡轮发动机的概念同样是一种新兴想法，目前还在研制阶段，需要时间逐步实践，但此概念的确不俗。

这架概念飞机的外形设计正如它的发动机一样有趣。洛克希德公司将这架飞机的机头设计成下垂式，这点与协和式飞机十分相似。而该飞机的双尾翼设计则是从战斗机借鉴而来。

最终，这款形似黑尾鹬翅膀、拥有弯曲机翼的零排放飞机是否真正能载客完成航空之旅，还需拭目以待。虽然以氢作为动力来源十分环保，但其可行性还有待验证。迄今使用氢燃料的飞机都是小型飞机，它们的数量很少，飞行时间也不长。

3氢动力飞行是未来趋势

在燃料价格上涨、环境污染与全球变暖的情况下，对更清洁、更安全、效率更高的交通工具的需求快速增长。使用氢动力是必然趋势，因为氢动力是唯一不排放污染物的能源。随着石油资源的枯竭，人们对全球变暖和环境恶化的担忧，使用氢动力无论客观还是主观上都是必由之路。

国际能源机构表示，推广使用氢气和氢燃料电池，可减少石油、天然气、煤炭这三种可产生温室气体的能源消耗。

使用氢做燃料有许多优势，首先就是环保，污染排放少，其次是热值高，单位氢燃烧释放的热能是其他燃料的数倍，是一种高效燃料。但是氢气燃料也有太多的缺点是当前人类的工业技术需要克服的技术难题。

氢在常温下是气体，而且是密度最小的气体，其熔点也是最低的。氢气分子小，密度小，极容易泄漏，易燃易爆，氢的储存问题长期以来就是困扰工程师们的棘手问题，为了保存氢气必须对氢气进行压缩，液氢的保存需要低温条件或耐高压的容器，而且即便是液氢，密度也远小于其他液态燃料，高效储氢始终是一个世界性的重大技术难题，目前也仅在航天领域，氢做燃料才得到广泛的应用。

氢的成本高，自然界中不存在天然氢分子，必须从其他化合物中提取，目前主要有两种制氢途径，一是水的电解，这是制高纯度氢所普遍采用的技术，成本很高；二是石油气的裂解，这种技术成本低，但是氢的纯度低，提纯难度大。无论哪种技术方式，氢的生产成本都很高。虽然随着技术的进步，氢的成本在下降，但是目前仍远高于化石燃料。

综合而言，目前氢气动力不具备广泛推广的技术和经济条件。使用氢气不仅技术复杂，设备成本、维护和运营成本也很高，这些条件都是当前的人类技术水平所需要克服的难题。

4氢动力小型飞机已亮相

布莱克所设计的氢动力飞机Ｓｔｒａｔｏｌｉｎｅｒ属于大型客机，目前仍在酝酿之中，距离实际还有一段距离。现在利用氢气作为动力推动飞机航行都只有实现过几次，而且都只发生在小型飞机身上。比如波音公司就推出了其“幻影之眼”（Ｐｈａｎｔｏｍ Ｅｙｅ）氢动力高空无人侦察飞机，可在２万米高空不间断飞行４天。但就目前而言，大型客机采用氢气为动力飞行，还有许多技术难题亟待解决。

波音的氢燃料电池为飞机带来技术突破，但“波音（欧洲）研究与技术”部负责人埃斯卡蒂说，氢燃料电池可以为小型飞机提供飞行动力，但不太可能为大型客机提供主要动力。波音公司负责试飞工作的工程师涅韦斯·拉佩纳说，这一技术可能为大型飞机提供辅助动力，但这需要技术突破。波音公司说，将继续开发氢燃料电池的潜力，以改善环境。

据防务系统网站２０１１年９月２７日报道，据航空周刊报告，波音公司计划于１０月下旬或１１月初在加利福尼亚州爱德华兹空军基地试飞其“幻影之眼”长航时无人机。该项目是波音公司自掏腰包投资，希望能吸引国防客户。

波音公司将在１０月采用一种双引擎氢燃料的演示器在爱德华兹空军基地干湖床进行加放油和发动机测试。飞行测试预定在今年秋季进行，其中“幻影之眼”无人机将不会携带任何通讯或传感器载荷，以确定无人机是否可在１９８１２米（６５０００英尺）高空飞行４天。