汇星海科技（天津）有限公司

&

北京航空航天大学

北航氢动一号！首飞！

···

2024年4月24日

由北航能源与动力工程学院研制的

“北航氢动一号”全电航空发动机

在天津市静海区完成首飞！

‍‍

该发动机能源来自于氢燃料电池

全部采用电能带动螺旋桨产生推力

此次飞行的无人机

在采用“北航氢动一号”后

其最大续航时间比同质量锂电池

提升一倍

“北航氢动一号”全电航空发动机

随着低空经济作为战略性新兴产业的崛起，针对1000米以下空域应用的无人机动力技术，特别是电推进技术，正日益成为焦点。相较于传统的活塞发动机和燃气涡轮发动机，电推进动力系统凭借其卓越的能量转换效率、极低的热辐射以及零排放的环保特性，在中小型无人机动力领域展现出了理想的选择优势。这一技术的推广与应用，不仅有望显著减轻无人机重量，还将在提升性能与环保性方面发挥重要作用。

当前，众多中小型无人机倾向于采用锂电池作为能量储存手段，然而，锂电池的能量密度相对有限，大约在200-300瓦时/千克之间，这构成了其一大短板。相比之下，同质量的氢燃料电池（包括其所需的气源）能够提供更高的能量密度，为延长无人机飞行时长提供了切实可行的技术方案。此外，这一技术路径与我国积极推行的“氢能战略”紧密相连，是其中的关键技术方向之一。

试飞无人机为汇星海科技无人机—翼展3.5m的复合翼无人机，在垂直起降阶段，“北航氢动一号”无人机采用锂电池为旋翼系统提供动力，而进入平飞巡航阶段后，则切换至全电发动机来驱动。在试飞活动中，该无人机的全电航空发动机——“北航氢动一号”全程运行平稳，顺利完成了起飞、巡航、机动以及降落等一系列预设任务。在巡航阶段，燃料电池的输出功率稳定地保持在1600瓦以上，不仅满足了平飞所需的功率，还同时为锂电池进行了充电。此次首飞试验取得了圆满成功，无人机在巡航模式下的飞行时间达到了18分钟。

···

“北航氢动一号”全电航空发动机及试飞无人机

针对无人机的特定飞行环境，“北航氢动一号”全电航空发动机采用了高度集成化的设计理念，将推进器、电机与燃料电池进行了精密的融合设计。该设计遵循推进与冷却气流一体化的原则，直接从推进过程中产生的气流中抽取部分用于燃料电池的反应与冷却过程，从而摒弃了传统燃料电池所需的轴流风扇，有效提升了发动机的推重比。截至目前，国内外尚未有采用此类融合设计的氢能航空发动机成功飞行的公开报道。而“北航氢动一号”的成功首飞，不仅标志着我国在氢能航空动力领域取得了重要突破，也验证了推进器/电机/燃料电池融合设计构型的技术可行性和先进性。