C919總設(shè)計師吳光輝：C929碳排放將降低60%

“C919相比老款的同類機(jī)型能夠降低碳排放12%-15%，C929則提出更高的設(shè)計目標(biāo)，要降低碳排放60%。”10月22日，第二十五屆中國科協(xié)年會在安徽合肥開幕，在同期舉行的國際綠色航空發(fā)展論壇上，中國商飛C919總設(shè)計師、中國工程院院士吳光輝分享了我國首架國產(chǎn)大飛機(jī)C919在綠色航空領(lǐng)域的實(shí)踐成果，以及正在進(jìn)行初步設(shè)計的C929飛機(jī)的綠色設(shè)計理念。

 

航空業(yè)一直是減排降碳的“困難戶”。國際能源署數(shù)據(jù)顯示，2022年航空業(yè)碳排放約占全球碳排放總量的2%?？偭侩m然不大，但增長迅速。按照目前全球航空運(yùn)輸量約4%-5%的年均增長率，聯(lián)合國相關(guān)報告預(yù)計，到2050年航空業(yè)碳排放將占全球碳排放總量的25%，減排降碳形勢嚴(yán)峻。

 

目前，歐洲、美國等均發(fā)布了各自的綠色航空計劃。我國也于不久前發(fā)布了《綠色航空制造業(yè)發(fā)展綱要（2023-2035年）》，提出四大任務(wù)，即構(gòu)建協(xié)同高效的綠色技術(shù)創(chuàng)新體系、構(gòu)建開放融合的綠色航空產(chǎn)業(yè)體系、構(gòu)建市場導(dǎo)向的綠色示范應(yīng)用體系、構(gòu)建安全有效的服務(wù)保障體系。

 

中國商飛在目前開發(fā)的ARJ21、C919等機(jī)型中，已應(yīng)用多項減排技術(shù)。減重是飛機(jī)節(jié)省油耗、降低碳排放的重要手段。“在ARJ21-700機(jī)型上，我們持續(xù)減重600多公斤，現(xiàn)在最輕的座椅只有7公斤重，國際上的平均水平為12-14公斤。”吳光輝介紹，ARJ21-700的整體碳排放已降低5.9%。而在C919設(shè)計初期，吳光輝和團(tuán)隊便提出減重、減阻、減排的設(shè)計理念，采用先進(jìn)氣動設(shè)計提升氣動效率，廣泛應(yīng)用先進(jìn)復(fù)合材料降低機(jī)身重量，采購新一代航空發(fā)動機(jī)等。“可以說C919是全球第一架將減排理念納入頂層設(shè)計的大飛機(jī)。”吳光輝說道。

 

目前，C929飛機(jī)已進(jìn)入初步設(shè)計階段。吳光輝介紹，C929采用低油耗、低噪聲、低排放的綠色設(shè)計理念，將采取一系列手段降低碳排放。例如，采用綜合模塊化航電技術(shù)減輕機(jī)載設(shè)備重量；采用新一代超臨界機(jī)翼、變彎度機(jī)翼等先進(jìn)氣動技術(shù)，提升氣動效率；將先進(jìn)復(fù)合材料用量提升至50%以上，減小飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量；采用高涵道比低噪音的渦扇發(fā)動機(jī)以及廣泛應(yīng)用生物燃料，來實(shí)現(xiàn)更低巡航段的油耗等。

 

推廣可持續(xù)航空燃料（SAF）是當(dāng)前航空業(yè)實(shí)現(xiàn)減排降碳見效最快的技術(shù)途徑。吳光輝提到，中國商飛已與波音展開合作，針對可再生航空燃料開展研究，探索出的基于“地溝油”等廢棄油脂的生物燃料已在多次試驗(yàn)中取得良好效果。

 

但同時他也表示，SAF的探索范圍還需進(jìn)一步擴(kuò)大，不應(yīng)僅局限于生物燃料。“即使所有人都不吃油了，節(jié)省下來的生物油料也只能滿足航空業(yè)50%的需求。”他建議，應(yīng)重視如甲醇、氨-氫等在內(nèi)的多種可再生燃料，加大技術(shù)研發(fā)力度，為航空業(yè)減排降碳開拓更多可能性。

 

此外，吳光輝還大膽設(shè)想，除了混合動力推進(jìn)、電動推進(jìn)、氫能源推進(jìn)等技術(shù)外，隨著可控核聚變技術(shù)的逐步成熟，小型核聚變反應(yīng)堆未來或許也有望應(yīng)用于航空飛行。