10月10日,工信部等四部門發布《綠色航空制造業發展綱要(2023-2035年)》(下文簡稱《規劃綱要》)明確,到2025年,國產民用飛機節能、減排、降噪性能進一步提高,航空綠色制造水平全面提升,綠色航空產業發展取得階段性成果,安全有效的保障體系基本建成。使用可持續航空燃料的國產民用飛機實現示范應用,電動通航飛機投入商業應用,電動垂直起降航空器(eVTOL)實現試點運行,氫能源飛機關鍵技術完成可行性驗證,綠色航空基礎設施不斷夯實,形成一批標準規范和技術公共服務平臺,有效支撐綠色航空生產體系、運營體系建設。
到2035年,建成具有完整性、先進性、安全性的綠色航空制造體系,新能源航空器成為發展主流,國產民用大飛機安全性、環保性、經濟性、舒適性達到世界一流水平,以無人化、電動化、智能化為技術特征的新型通用航空裝備實現商業化、規?;瘧?。
在發展路徑方面,《規劃綱要》指出,堅持多技術路線并舉,積極探索綠色航空新領域新賽道。按照技術成熟度,穩步推進技術攻關,“十四五”期間,小型航空器以電動為主攻方向,干支線等中大型飛機堅持新型氣動布局、可持續航空燃料和混合動力等多種路線并存;同時,積極探索氫能源、液化天然氣(LNG)等技術路線,前瞻布局未來產業。
(一)“綠色+”助推民機產業升級
推動現有國產民用飛機的優化改進,通過多種手段實現國產通用飛機、直升機、干支線飛機的減重、減阻、降噪和增升,提高多電水平,持續提高國產民用飛機經濟性和環境友好性。加快航空綠色制造體系建設,推動民機企業生產工藝和流程的綠色化、智能化升級,發展航空再制造模式,完善綠色航空技術/路徑全生命周期管理,推動全產業鏈碳排放足跡評估,降低能源資源消耗及二氧化碳等溫室氣體排放。加強可持續航空燃料在國產民用飛機和發動機上的應用驗證。
(二)開辟電動航空新領域
面向城市空運、應急救援、物流運輸等應用場景,加快eVTOL、輕小型固定翼電動飛機、新能源無人機等創新產品應用,形成以典型場景為導向的電動航空器供給能力、運營支持能力和產業化發展能力,打造新經濟增長極。鼓勵開展綠色航空示范運營,推動輕小型固定翼電動飛機、eVTOL實現商業運營。加快將eVTOL融入綜合立體交通網絡,建立統一的空地智聯管理平臺,打造低空智聯網,初步形成安全、便捷、綠色、經濟的城市空運體系。針對市場應用場景需求,結合純電推進技術及渦輪混合電推進技術發展,由小到大開展新能源商用飛機預先研究。
(三)布局氫能航空等新賽道
積極布局氫能航空關鍵技術研發,加快儲氫裝置、動力裝置等核心關鍵技術攻關,開展適用于氫能源飛機的新型結構布局技術研究。推進氫燃料電池與氫內燃機、氫渦輪、氫渦輪混合動力飛機理論研究與技術驗證,打通與氫能源產業上下游協同創新的技術應用模式。圍繞氫能航空未來發展趨勢,探索商業化氫能源飛機運營體系新模式。積極探索LNG等其他能源在航空領域的應用方法和路徑。
在主要任務方面,《規劃綱要》提出構建協同高效的綠色技術創新體系、開放融合的綠色航空產業體系、市場導向的綠色示范應用體系、安全有效的服務保障體系4大體系,同時,實施綠色航空技術創新工程、綠色航空創新應用試點示范工程、綠色航空標準與適航符合性驗證體系建設工程3項重點工程。
其中,在強化綠色航空關鍵核心技術攻關方面,《規劃綱要》明確,持續推動總體、氣動、結構、發動機、機載、材料、制造工藝等領域技術升級換代,加速發展混合動力推進系統,不斷提升干支線飛機、通用航空器節能減排降噪水平。加快發展高能量密度、高放電效率、高安全性的航空動力電池技術,以及高可靠性、高功重比、高效率的航空電推進技術。加強高效燃氣渦輪-電能融合技術研究。引導優勢企業和研究機構持續突破智能化、高可靠性、輕量化、低成本能量控制和飛行控制技術,開展新能源飛機總體設計、能源系統設計、全電機載系統等技術攻關。持續探索氫燃料存儲技術、氫燃料電池技術、氫內燃、氫渦輪發動機技術、氫渦輪混合電推進技術、能量綜合管理技術等氫能源飛機關鍵技術。面向國家綠色航空發展的戰略需要,加快布局基礎研究和應用基礎研究,解決制約綠色航空發展的源頭和底層技術問題。
關于實施綠色航空技術創新工程,《規劃綱要》提出:
1.“綠色+”產品技術升級。圍繞國產民用飛機的進一步節能減排降噪,開展“綠色+”技術迭代升級。圍繞航空器氣動布局,開展分布式推進布局等技術攻關。圍繞新型結構設計,開展翼身結構、風扇結構等技術攻關。加快布局新一代機載技術。圍繞能源高效利用,開展能量綜合管理、能量捕集/轉換和儲能技術攻關。圍繞智能化、體系化、網絡化技術趨勢,開展輔助駕駛、自主飛控、智能航電等技術攻關。結合新能源航空器性能優勢和5G、大數據、人工智能等新技術,推動機載技術跨越式升級。
2.基于混合動力系統演示驗證平臺開發。開展混合動力系統的原理驗證、地面試驗和樣機開發,研發混合動力系統演示驗證平臺,實現混合動力系統的飛行驗證。突破新型航空材料、智能材料、功能結構一體化材料等材料技術,多電系統集成、燃電APU、電滑行、空地融合運行系統等機載技術。
3.電動通用航空器工程化攻關。加快電動通用航空器系列化、譜系化。突破高能量密度鋰電池、高比功率氫燃料電池、高效率電推進系統、高推重比涵道風扇、先進氣動布局涵道風扇、太陽能無人機等關鍵技術。滿足電動航空器使用需求和適航要求的400Wh/kg級航空鋰電池產品投入量產,500Wh/kg級產品小規模驗證;250kW級航空電機及驅動系統投入量產,500kW級產品小規模驗證,功重比達到20Nm/kg。針對載人、物流城市空運航空器,突破適航安全性設計、高效率氣動布局設計、低噪聲高效率電推進、電動傾轉旋翼高可靠性飛行控制、人在環垂直起降飛行控制等關鍵技術,開展攻關和試飛驗證。
4.氫能源飛機可行性論證與關鍵技術攻關。開展氫內燃、氫渦輪發動機、氫渦輪混合動力、高效儲氫技術、機載設備與可靠性研究,實現氫能源飛機關鍵技術驗證。開展基礎設施研究,提高地面氫燃料運輸、存儲與加注的便利性、機動性和安全性。開展氫能源系統原理驗證、地面試驗和樣機開發,研發氫能源系統演示驗證平臺。加快突破高效液氫存儲系統、氫動力部件及整機試驗裝置、高效低排放氫燃燒、精確氫控制、綜合熱管理等氫能源核心系統關鍵技術。