新加坡HES能源系統(tǒng)公司發(fā)布的“元素1號”是一款以氫為燃料的電動支線飛機(jī)，可以載客4人，具有低噪聲、零排放的特點(diǎn)，其原型機(jī)有望于2025年開始飛行試驗。

成立于2009年的新加坡HES公司，一直致力于開發(fā)緊湊、輕便的氫燃料電池動力系統(tǒng)和氫燃料儲存系統(tǒng)，并具有軍用無人機(jī)燃料電池推進(jìn)系統(tǒng)研制生產(chǎn)經(jīng)驗。2018年10月，HES公司發(fā)布了世界首款氫-電支線飛機(jī)“元素1號”（Element One）。

“元素1號”可載客4人，當(dāng)攜帶壓縮氫氣時可以飛行500km，當(dāng)攜帶液態(tài)氫時可以飛行5000km。其動力方案性能比現(xiàn)有任何電池動力飛機(jī)均高出幾個數(shù)量級，為利用既有的小型機(jī)場網(wǎng)絡(luò)，在城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)村之間開辟空中航線提供了可能。HES公司總經(jīng)理塔拉斯·萬科維茨對此表示：“在分布式推進(jìn)裝置中利用HES公司的超輕氫燃料存儲方案，將突破基于電池的電動飛行的續(xù)航極限?！?號’為利用可再生氫燃料發(fā)展遠(yuǎn)程電動航空鋪平了道路?！?/p>

“元素1號”被設(shè)計為零排放飛機(jī)，采用分布式推進(jìn)布局。14臺電動機(jī)分別安裝在翼下的短艙中，每側(cè)各裝7臺，每臺電動機(jī)驅(qū)動一個螺旋槳產(chǎn)生動力，每臺電動機(jī)可提供5～8kW的功率，飛機(jī)巡航功率約為100kW。分布式推進(jìn)為飛行安全提供了足夠的冗余，萬科維茨對此表示：“如果1臺電動機(jī)發(fā)生故障，還有13臺正常運(yùn)轉(zhuǎn)的電動機(jī)。即便多臺發(fā)生故障，飛機(jī)也有足夠的電動機(jī)提供動力?！泵颗_電動機(jī)都帶一個推進(jìn)模塊，包括氫存儲箱、燃料電池和控制裝置，推進(jìn)模塊被設(shè)計成插槽式，直接插入電動機(jī)后部，形成14個分布式的氫-電推進(jìn)短艙。

對于氫的使用和存儲，萬科維茨評論說，“寶馬公司在21世紀(jì)初就開發(fā)了一款液氫燃料汽車，但長期儲存會導(dǎo)致液氫蒸發(fā)造成能量損失。因此，HES公司為‘元素1號’飛機(jī)開發(fā)了可更換推進(jìn)模塊，結(jié)合燃料自動加注技術(shù)，最大限度地縮短氫制造和使用之間的時間?！泵看物w機(jī)降落后，會有一輛自動地面車輛（AGV）靠近飛機(jī)，將燃料耗盡的推進(jìn)模塊運(yùn)送到制氫設(shè)施重新加注，另一輛AGV靠近飛機(jī)，插入注滿氫的新模塊。這種給飛機(jī)重新加注能源的方式比給一個大的鋰電池組重新充電要快得多?！笔聦嵣?，“元素1號”僅需10min就可完成一次推進(jìn)模塊更換。

根據(jù)HES公司的規(guī)劃，氫燃料將在“元素1號”運(yùn)營的機(jī)場進(jìn)行制備和填充，制氫設(shè)施可全天連續(xù)不斷地生產(chǎn)氫氣。萬科維茨對此解釋說：“氫氣生產(chǎn)可能比較慢，但為推進(jìn)模塊注氫卻很快，我們將制氫和注氫分開進(jìn)行。” HES公司正在與氫氣制造公司合作，研究減少注氫時間和制氫所需能源的技術(shù)。此外，目前大部分氫氣都是從天然氣中提取，天然氣是化石燃料，而HES公司計劃現(xiàn)場制氫將由機(jī)場附近的風(fēng)電場或太陽能提供能源，做到燃料從生產(chǎn)到消耗的零排放。

公司的第一個目標(biāo)是在2019年用攜帶1個或2個氫推進(jìn)系統(tǒng)的無人機(jī)——或許是一個縮小版的‘元素1號’橫跨大西洋。“元素1號”原型機(jī)有望在2025年開始試飛。

對于擁擠城市中正在興起的空中出租車市場，萬科維茨表示：“我們不考慮城市空中交通，我們關(guān)注的是利用鄉(xiāng)村的小機(jī)場在城鎮(zhèn)與鄉(xiāng)村之間開辟支線航空市場?！?HES公司已經(jīng)與法國共享飛機(jī)創(chuàng)業(yè)公司W(wǎng)ingly合作，該公司在法國、德國和英國提供休閑航班服務(wù)，并尋求將業(yè)務(wù)拓展到城鎮(zhèn)。Wingly公司首席執(zhí)行官艾曼瑞克·德·瓦齊耶表示，“在二級城市之間開展支線航空非常有必要。”他同時還指出：“全電推進(jìn)的‘元素1號’飛機(jī)將非常安靜，避免了機(jī)場噪聲的問題。”

自2017年以來，HES公司一直與法國一些快速發(fā)展的初創(chuàng)公司和中小企業(yè)合作，并與各科研機(jī)構(gòu)接觸以推進(jìn)“元素1號”的發(fā)展，其中包括位于圖盧茲的全球航空研發(fā)中心航空谷(Aerospace Valley)。