氫能飛機未來：空客攜手Conflux押注3D打印散熱器

AM易道快訊

空客的氫能飛機項目ZEROe，這兩年的進展可以說是一波三折。

今年2月，空客宣布將氫動力商用飛機的投入使用時間推遲5到10年，技術發(fā)展速度比原定的2035年目標落后了許多。

不過就在項目放緩的背景下，來自澳大利亞的Conflux Technology卻傳來了好消息：

他們?yōu)榭湛?/strong>ZEROe項目開發(fā)的3D打印散熱器，正在進行系統(tǒng)級測試。

這事兒聽起來好像有點矛盾，項目都延期了，怎么還有供應商在推進技術開發(fā)，其實這恰恰說明了一個問題：

氫能飛機的技術瓶頸，很大程度上就卡在熱管理這個環(huán)節(jié)上。

氫燃料電池為什么這么燙手

氫燃料電池在發(fā)電過程中會產(chǎn)生大量熱量，這就需要緊湊且高效的熱管理解決方案。

AM易道認為，這個散熱的難題比很多人想象的要棘手得多。

傳統(tǒng)的熱交換器在航空領域已經(jīng)用了幾十年，但放到兆瓦級的燃料電池系統(tǒng)里，就顯得力不從心了。

一方面，飛機對重量極其敏感，每增加一公斤重量都意味著更高的燃油成本或者更短的航程，另一方面，機身內(nèi)部的空間本來就緊張，散熱器還不能占太大地方。

Conflux此前的公開測試數(shù)據(jù)顯示，在F1賽車領域，相比傳統(tǒng)散熱器，他們的3D打印版本散熱性能提高了三倍，壓降減少了三分之二，長度縮短了55毫米，重量還減輕了22%。

從賽道到天空的技術遷移

Conflux Technology由前F1賽車工程師Michael Fuller在2015年創(chuàng)立。

這個背景很有意思，F(xiàn)1賽車對散熱的要求同樣苛刻，發(fā)動機在極限工況下運轉(zhuǎn)，散熱系統(tǒng)稍有不足就會導致性能下降甚至機械故障。

Conflux采用計算流體動力學建模技術，并通過實驗室測試驗證，專門為航空航天應用定制了輕量化、高性能的散熱器設計。

增材制造讓他們可以設計出具有高表面積體積比、內(nèi)部微通道和晶格結構的復雜幾何形狀，這些在傳統(tǒng)制造方法中根本無法實現(xiàn)。

更關鍵的是，3D打印允許在熱交換器內(nèi)部進行持續(xù)的幾何定制，可以根據(jù)流體特性和溫度變化實時調(diào)整散熱結構。

舉個例子，氫燃料電池系統(tǒng)中的壓縮空氣在入口處溫度很高，需要快速冷卻，隨著氣流推進，溫度逐漸降低，散熱需求也在變化。

傳統(tǒng)的散熱器只能采用統(tǒng)一的散熱結構，而3D打印的散熱器可以在不同位置采用不同的幾何設計，做到真正的因地制宜。

空客為什么選擇Conflux

空客ZEROe項目的目標是交付首架零排放的氫動力商用飛機，雖然時間表已經(jīng)推遲到了2040年，但技術儲備的工作一直在進行。

Conflux的散熱器目前正在接受技術成熟度評估，將被整合到空客的氫燃料電池架構中。

從供應鏈的角度看，空客選擇Conflux并不令人意外。

Conflux在2024年10月完成了1100萬美元的B輪融資，并計劃在英國開設首個歐洲工廠。

過去幾年里，Conflux已經(jīng)與通用原子航空系統(tǒng)公司、AMCM等行業(yè)領軍企業(yè)建立了合作關系。

他們目前已經(jīng)在為AMCM的M 4K金屬3D打印設備批量生產(chǎn)散熱器零件，這說明他們的技術已經(jīng)具備了規(guī)?；a(chǎn)的能力。

氫能飛機的長征才剛開始

空客在宣布ZEROe項目延期時強調(diào)，氫能源仍然是其氣候中和航空愿景的核心。

航空業(yè)的脫碳壓力越來越大，但技術成熟需要時間。除了推進系統(tǒng)本身，空客及其合作伙伴還必須建立綠色氫能源供應鏈，以及在全球機場分布氫氣的基礎設施。

沒有這個生態(tài)系統(tǒng)，氫動力飛機就無法商業(yè)化運營。

Conflux CEO Michael Fuller表示，他們與空客的合作標志著增材制造在可持續(xù)航空領域應用的重要一步，熱管理是氫動力推進的核心技術。

AM易道認為，氫能飛機的商業(yè)化可能還需要15到20年，但技術積累是一個持續(xù)的過程。

3D打印散熱器這樣的創(chuàng)新，看起來只是一個小小的零部件，卻可能成為撬動整個產(chǎn)業(yè)鏈的支點。

畢竟，航空工業(yè)的進步，從來都是由無數(shù)個這樣的技術突破累積而成的。

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