氢能航空的巨大飞跃：乔比航空eVTOL实现飞行距离新突破
7月11日，乔比航空公司（Joby Aviation）宣布，该公司的S4 eVTOL空中出租车完成了523英里（842千米）不间断飞行，验证了氢动力在飞机上的应用潜力。这是电池续航能力的三倍多，成为清洁航空的里程碑时刻。
这是迄今为止航程最远的同类飞行，是一个巨大的技术里程碑，打破了乔比航空之前创下的154英里（248千米）的纪录，也是支持该公司首要任务的有力举措：在2025年之前将电池驱动的空中出租车投入运营。
乔比航空近年来一直稳步发展，去年已开始载人演示飞行，包括在纽约市的一次飞行。现在，乔比航空利用氢气在竞争中脱颖而出。氢气在汽车领域的应用还有待时日，但在飞机领域，其优越的能量-重量密度开始变得颇具吸引力，因为飞机必须与重力抗争，才能将全重和有效载荷带离地面。
现代电池技术还不足以支持当前一代的电动飞机完成比“空中观光车”和“跨城空中出租车”这种雄心勃勃的任务。乔比航空的电池动力续航能力与155.7英里（250.64千米）的Autoflight Prosperity不相上下，是市场上的佼佼者，但即便如此，也无法在城市范围之外实现有意义的客货运输。
氢气从一开始就是一种动力选项，但它的技术远不如锂电池成熟，尤其是在优势最大的低温液态形式下。乔比航空于2021年收购了德国氢飞机先驱H2Fly公司，该公司在这一领域取得了令人赞叹的成就，包括去年9月利用其HY4验证机进行了世界上首次以液氢为燃料的电动飞机试飞。
这一次，乔比航空在其试生产的倾转旋翼eVTOL上加装了液氢燃料和燃料电池动力系统，该设备之前在电池驱动下进行了25000英里（40200千米）的测试。乔比航空表示，燃料电池可为该飞行器的6个旋翼提供持续电力，它能够在只排放水蒸气的情况下完成523英里（842千米）的飞行，而且在着陆时还有10%的剩余燃料。
“想象一下，从旧金山飞往圣迭戈、从波士顿飞往巴尔的摩，或者从纳什维尔飞往新奥尔良，都不需要去机场，而且除了水之外没有任何排放物。”乔比航空创始人兼首席执行官乔本·贝维尔特（JoeBen Bevirt）表示，“现在这个愿望比以往任何时候都更接近，我们在认证电池动力版飞机方面取得的进展为我们提供了一个良好的开端，我们期待着使用氢电飞行成为现实。”
今年5月，乔比航空将电池动力版eVTOL改装成氢电动验证机，增加了一个低温燃料箱，可在22 开尔文（-251℃）的温度下储存88磅（40千克）液氢。燃料箱的真空夹套使其表面保持在安全的环境温度下。
氢气为H2Fly公司开发的H2F-175燃料电池系统提供燃料，该系统与空气中的氧气发生电化学反应，产生电能、水和热能。在飞行过程中，燃料电池产生的电能是6个旋翼的主要动力源，一个小型电池主要用于起飞和着陆。燃料电池还能为电池充电。
贝维尔特表示，乔比航空为电池动力eVTOL所做的大部分设计、测试和认证工作都将直接用于氢动力飞行的商业化。乔比公司打算在氢动力项目中使用与商业电池动力运营相同的起落架、ElevateOS软件和运营团队，氢气装置旨在提供区域点对点服务，而无需机场跑道。
乔比航空认为，这次飞行是首次以液氢为燃料的eVTOL前进飞行，所以本
次飞行记录远远没有达到液氢所能释放的潜力极限。乔比公司过去曾表示，对于像H2Fly HY4这样的固定翼飞机来说，超过900英里（1500千米）的航程是一个可实现的预期。
回到地面上，氢燃料电池汽车在续航里程方面落后于电池动力汽车的最高续航里程。以丰田Mirai为例，其续航里程仅为404英里（650千米），而目前电池驱动汽车的领先者可达到620英里（1000千米）。
不过，在空中续航里程方面，氢能的优势又回来了，而且只要在“空中出租车”服务的起飞点和目的地开设加气站，并逐步优化加气站的位置和飞行路线，就能轻松解决加气难题。必要时，还可以在现场生产氢气，省去运输的麻烦。
对乔比航空、eVTOL行业以及整个清洁航空来说，这绝对是一个具有里程碑意义的时刻。一旦这种液态氢动力系统获得认证，就意味着有机会大幅增加电动飞机的续航能力——这也是航空运输去碳化进程中的一次重大飞跃。 （逸文）
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