新能源四座氫內(nèi)燃飛機RX4HE原型機。 本報記者 郝曉明攝

起飛速度60節(jié)、空中飛行80節(jié)、下滑75節(jié)、飛行高度200米……起飛、飛行、降落、停靠，一氣呵成。1月29日10時18分，由沈陽航空航天大學名譽校長、遼寧通用航空研究院首席科學家、中國工程院院士楊鳳田主持研制的世界首款四座氫內(nèi)燃飛機RX4HE原型機在沈陽市法庫財湖機場成功首飛。

RX4HE原型機是我國第一款以氫內(nèi)燃機為動力的新能源飛機。本次首飛飛機的主要核心部件初步實現(xiàn)國產(chǎn)化，發(fā)動機功率經(jīng)臺架測試達到120千瓦。“作為我國第一款氫能飛機，從飛行情況來看，飛機性能良好，發(fā)動機工作正常，動力滿足性能要求。”遼寧通用航空研究院四座氫內(nèi)燃飛機首席試飛員徐孝本對科技日報記者說。

該機型的驗證機于2023年3月在沈陽某機場完成驗證試飛，是我國自主研制的第一架以氫內(nèi)燃機為動力的通航飛機。該驗證機搭載了由中國第一汽車集團有限公司基于“紅旗”汽油機研發(fā)的國內(nèi)首款2.0L零排放增壓直噴氫燃料內(nèi)燃機，功率為80千瓦。

驗證機首飛完成后，楊鳳田院士團隊結合未來應用場景不斷推動技術完善，成立了由沈陽航空航天大學、遼寧通用航空研究院、中國第一汽車集團有限公司研發(fā)總院、北京銳翔氫能飛行器科技研究院有限公司等單位組成的協(xié)同攻關團隊，以及以沈陽航空航天大學原校長孫小平為首席專家，北京理工大學孫柏剛教授、中國第一汽車集團有限公司技術總監(jiān)李金成為發(fā)動機首席專家的技術團隊。協(xié)同攻關團隊和技術團隊進一步提升發(fā)動機功率，以達到在通航機場的正常運行要求。

從首飛80千瓦驗證機到120千瓦原型機，徐孝本體驗到氫動力帶來的變化：“第一次離地肯定有很多潛在的不確定性，但在這次的整個飛行過程中，RX4HE原型機沒有任何異常現(xiàn)象，氫能發(fā)動機啟動和使用都很順暢。尤其是原型機，動力十足、震動小、操作絲滑不卡頓，是一款性能非常優(yōu)異的飛機。期待未來動力系統(tǒng)提升至140千瓦，飛機表現(xiàn)得更為優(yōu)異。”

氫在使用過程中極易出現(xiàn)安全隱患，解決氫氣泄漏是研制過程中的主要技術難題。RX4HE四座氫內(nèi)燃機飛機型號副總師黃榕介紹，RX4HE飛機采用了高壓儲氫。為解決氫氣泄漏問題，研發(fā)人員根據(jù)RX4HE飛機結構以及氫氣特點，在飛機頂部開設排氫口，以防止氫氣在泄漏時產(chǎn)生堆積。同時，研究團隊根據(jù)實際環(huán)境條件選擇相匹配的零件，并通過環(huán)境試驗測試氣密性以優(yōu)化方案設計，從而解決高壓儲氫瓶、管理閥門等密封失效，進而降低氫泄漏概率。

氫燃料內(nèi)燃機飛機是以氫燃料作為推進能源的飛機，其碳排放量接近為零。隨著人們對清潔能源的重視以及航空領域碳排放要求的提高，氫燃料飛機的研發(fā)與應用備受關注。氫能飛機的研制與運營，將推動氫能航空全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展和低空經(jīng)濟發(fā)展，有望在我國綠色航空領域形成新質(zhì)生產(chǎn)力。據(jù)悉，該飛機計劃于今年4月整機赴德國參加2024 AERO航展，并進行地面帶螺旋槳運行演示。

近年來，遼寧省委省政府提出了“航空強省”發(fā)展戰(zhàn)略。為落實“航空強省”發(fā)展戰(zhàn)略，遼寧通用航空研究院成功研制了“銳翔”系列雙座電動飛機，成為全球第一款取得適航證的新能源飛機。經(jīng)過13年的艱苦攻關，“銳翔”系列電動飛機已形成雙座、四座，陸上、水上，有人、無人，電動力、氫動力、混合動力等完整的新能源飛機譜系。新能源飛機型號研制處于全球領跑地位，為培育打造氫能飛機應用場景、推進我國氫能航空和低空經(jīng)濟發(fā)展奠定堅實的基礎。