一个时代的结束，新时代的开启

陈培儒

2022年2月22日，空客与CFM国际公司签署协议，双方将在2025年前后启动一项氢动力演示项目。该项目旨在对氢燃料发动机进行地面测试和试飞，为零排放飞机在2035年左右投入市场做好技术准备。这并不是空客第一个氢能项目，但与之前大为不同的是，这一项目将使用A380飞机作为试飞平台，搭载由空客研发的液氢罐，并在巡航阶段对氢燃料发动机进行测试。随着A380飞机逐步退出市场，不禁令人感慨，一个时代结束的同时，另一个新时代已经开启。

曾经的百亿豪赌

相比拥有百年历史的波音，欧洲飞机制造商空客20世纪80年代才凭借A320在商用航空市场站稳脚跟，并一直努力扮演追赶者的角色。随着《长程双发客机运营性能标准》（ETOPS）的颁布，符合标准的双发客机也可以运营跨洲长程航线，这彻底改变了当时国际航空业的格局。

此时，已经投入运营的加长型767几乎第一时间被航空公司用于跨洲航线的运营。同时，介于767和747之间的777客机也获得了更多的市场份额。为了扭转局面，空客推出了双发的A330和四发的A340。竞争的结果是，777和A330凭借优异的性能革了三发的麦道DC-10和洛克希德L1011的命，但是在四发飞机领域，A340却未能撼动747的江湖地位。

1992年范堡罗航展上，时任波音总裁的菲尔·康迪宣称正在考虑研发一款替代747的超大型客机。面对波音咄咄逼人的攻势，早就想在宽体客机市场反超的空客也不甘示弱地表示，公司也有意研发超大型客机，A380的种子在此刻种下。此后，双方甚至还曾有意共同研发这一超大机型，但最终波音认为市场规模不足以覆盖巨额投资，选择了退出。空客却不愿意放弃这一可能打破波音对超远程航线垄断的机会，最终决定豪掷250亿欧元放手一搏。

尽管在研发过程中，空客遇到了很多困难，也走了不少弯路，但是2005年，這架全球最大的商用飞机迎来了首飞。在那一刻，A380不仅属于欧洲，属于图卢兹，更属于全世界。

在A380之前，尽管通体双层客舱的设想早已在飞机设计师的脑海中出现过无数次，但即便是747也只是实现了一部分。空客汇集全欧洲的技术力量，克服了飞机放大后的各种技术挑战，三舱布局下的A380座位数达到500个以上，飞机的客单座燃油比相当于一台小轿车。毫无疑问，这样的飞机确实十分适合枢纽机场之间客流量稳定的远程航线。但可惜的是，A380生不逢时。

技术先进不等于市场成功

从技术层面来看，A380无疑是一款优秀的飞机。但可惜的是，在商用航空市场上，并不是每一款技术先进的飞机都能获得成功。相反，只有真正符合市场需求的飞机才能获得市场的认可。

市场需求证明了“点对点+枢纽辐射结合”的复合航线运营已经成为主流，A380无法满足市场需求。好在空客很快意识到了这点。2006年，空客果断启动了A350项目，尽管在时间上已经不占优势，但A380项目中的很多先进技术还是被应用到了A350项目中。

2019年2月14日，这个本该充满浪漫氛围的日子，欧洲飞机制造商空客却不得不遗憾地对外宣布，由于A380最大的客户阿联酋航空将现有订单从162架减少到123架，以及缺少其他航空公司的储备订单，空客将从2021年开始停止交付A380。2020年，新冠肺炎疫情爆发，全球航空市场需求一落千丈。但对于A380来说，却迎来了一丝生机。由于货运需求的激增，全球一部分A380飞机在进行“客改货”之后被投入到了航空货运市场。但可惜的是，这部分需求只是短暂的。相反的，在后疫情时代，航空公司对于宽体货机的需求极度萎靡，即便是购买宽体客机，航空公司也更倾向于小尺寸的宽体客机。2022年2月，A380在中国唯一的客户南航最后两架A380从广州起飞，飞往位于美国的“飞机坟场”退役，令人唏嘘。

A380的黯然离场给商用航空市场的其他参与者们留下了深刻的思考。残酷的事实说明，在商用航空市场，对于任何一款新机型来说，商业成功是商用飞机的终极目标。任何的先进技术都是为商业成功服务的，当年的协和号和今天的A380都是技术上十分成功的机型，但未能契合客户需求让它们都不得不面临黯然退出的结局。从这个角度来说，什么才是一款真正的好飞机，答案是显而易见的，那就是能够为航空公司提供最大利润的飞机才是真正的好飞机。

其次，战略与市场分析对商用飞机项目的成败至关重要。当年，777和A330的成功都已经预示了“点对点”运输模式的崛起，波音在看到市场需求转变时积极调整了自己的战略，787的问世标志着波音转型的完成，而空客却只看到了竞争对手的产品，没有真正理解市场需求，最终作出了错误的战略选择。

尽管A380在商业上并不成功，但不可否认的是，它的问世给民航业和旅客提供了舒适出行的新标杆。从机上酒吧到机上免税店，如果没有A380，许多豪华的机上服务至今可能都还停留在纸面上。因此，不可否认“优雅的绿色巨人”仍是商用航空发展史上浓墨重彩的一笔。因此，在业界对A380的“命运”扼腕叹息的时候，空客却给了A380又一个新的舞台。

A380的新舞台

空客对于氢能在航空业的应用一直持积极乐观的态度，并坚信氢能源是一种“前景光明的航空燃料，是实现未来航空业气候目标的关键”。早在2020年，空客就在行业内率先发布了3款代号为ZEROe的氢能源概念飞机，并表示这将是一款跨时代的产品，空客将在航空器能源转型的重要时刻发挥积极的作用。ZEROe产品的发布让业界第一次看到了空客对于推动零排放飞行愿景的雄心。此次，空客以A380为平台，并联手CFM国际公司开展相关研发工作，再一次让业界看到了空客发展氢能源飞机的决心。

根据空客和CFM国际公司签署的协议，该项目旨在对氢燃料发动机进行地面和飞行测试，为2035年前将一款零排放飞机投入使用做好准备。该示范项目将使用一架A380测试飞机作为飞行测试平台，配备由空中客车在法国和德国的工厂准备的液氢罐。空中客车还将负责制定对氢推进系统的要求，监督飞行测试，并提供A380平台在巡航阶段对氢燃料发动机进行测试。

为了能够采用氢燃料运行，CFM国际公司将对GE Passport发动机的燃烧室、燃料系统和控制系统进行改造。该发动机在美国组装，因其物理尺寸、先进的涡轮机械和燃油流动能力而被该项目选用。它将被安装在飞行测试平台的后机身段上，以便对发动机的排放（包括尾迹）与为飞机提供动力的发动机的排放进行独立监测。CFM将在A380飞行测试之前完成大量的地面测试。

根据空客公开信息可以得知，这架A380机身内将安装4个液氢罐，共携带400千克液氢，并配备可将氢燃料输送到发动机的燃料分配系统。飞机驾驶舱中，将安装额外的推力控制系统和用于监控性能的专用显示器，以管理氢发动机的推力。机上还将安装收集数据的传感器，相关数据可传回地面。这架A380计划在2026年開始试飞。

氢燃料发动机采用GE Passport发动机改装而来，将针对氢燃料改造燃烧室、燃料系统和控制系统。它将被安装在A380的后机身段，以便对发动机的排放（包括尾迹）进行监测，同时，可以与飞机本身的发动机排放进行对比。

监测目标包括氮氧化物和水蒸气的排放量。氢燃料产生的水蒸气是传统碳氢燃料的三倍，因此飞行中将收集相关数据，以表征不同大气条件对凝结尾迹形成的影响。

氢气的燃烧速度比喷气燃料快10倍，因此这将需要新技术来控制火焰并稳定燃烧。因此在高空对氢燃料发动机进行点火将是A380飞行测试的关键项目之一。

氢气的燃料比碳氢燃料的温度更高，因此，改进过的Passport发动机将需要新材料和涂层，燃烧室涡轮的冷却机制也需要重新设计。此外，更高的温度会产生更多的氮氧化物，因此试飞将研究如何最大限度地减少其排放。

对于CFM来说，氢燃料的相关工作隶属于该公司的RISE计划。该计划于2021年6月启动，旨在展示一套用于未来超高效动力装置的技术，包括开式转子发动机等。虽然RISE计划面向净零碳排放，并不是完全针对氢燃料发动机，但CFM将氢能视为未来碳减排的必要路线之一，因此他们提前介入，使未来飞机动力系统能够使用SAF和氢。

CFM与空客均希望落实他们在2021年10月签署的“航空运输行动小组”目标文件，即通过按照既定时间表，开发和测试零排放飞机技术，致力于实现2050年实现航空业净零碳排放的目标。

低温的氢燃料分配系统将需要新研发的燃料泵、管道、密封件和材料，还需要新型热交换器，将液氢转化为气态氢。该热交换器比传统的飞机热交换器具有更高的温差和压力。