一個時代的結束，新時代的開啟

陳培儒

2022年2月22日，空客與CFM國際公司簽署協議，雙方將在2025年前后啟動一項氫動力演示項目。該項目旨在對氫燃料發動機進行地面測試和試飛，為零排放飛機在2035年左右投入市場做好技術準備。這并不是空客第一個氫能項目，但與之前大為不同的是，這一項目將使用A380飛機作為試飛平臺，搭載由空客研發的液氫罐，并在巡航階段對氫燃料發動機進行測試。隨著A380飛機逐步退出市場，不禁令人感慨，一個時代結束的同時，另一個新時代已經開啟。

曾經的百億豪賭

相比擁有百年歷史的波音，歐洲飛機制造商空客20世紀80年代才憑借A320在商用航空市場站穩腳跟，并一直努力扮演追趕者的角色。隨著《長程雙發客機運營性能標準》（ETOPS）的頒布，符合標準的雙發客機也可以運營跨洲長程航線，這徹底改變了當時國際航空業的格局。

此時，已經投入運營的加長型767幾乎第一時間被航空公司用于跨洲航線的運營。同時，介于767和747之間的777客機也獲得了更多的市場份額。為了扭轉局面，空客推出了雙發的A330和四發的A340。競爭的結果是，777和A330憑借優異的性能革了三發的麥道DC-10和洛克希德L1011的命，但是在四發飛機領域，A340卻未能撼動747的江湖地位。

1992年范堡羅航展上，時任波音總裁的菲爾·康迪宣稱正在考慮研發一款替代747的超大型客機。面對波音咄咄逼人的攻勢，早就想在寬體客機市場反超的空客也不甘示弱地表示，公司也有意研發超大型客機，A380的種子在此刻種下。此后，雙方甚至還曾有意共同研發這一超大機型，但最終波音認為市場規模不足以覆蓋巨額投資，選擇了退出。空客卻不愿意放棄這一可能打破波音對超遠程航線壟斷的機會，最終決定豪擲250億歐元放手一搏。

盡管在研發過程中，空客遇到了很多困難，也走了不少彎路，但是2005年，這架全球最大的商用飛機迎來了首飛。在那一刻，A380不僅屬于歐洲，屬于圖盧茲，更屬于全世界。

在A380之前，盡管通體雙層客艙的設想早已在飛機設計師的腦海中出現過無數次，但即便是747也只是實現了一部分。空客匯集全歐洲的技術力量，克服了飛機放大后的各種技術挑戰，三艙布局下的A380座位數達到500個以上，飛機的客單座燃油比相當于一臺小轎車。毫無疑問，這樣的飛機確實十分適合樞紐機場之間客流量穩定的遠程航線。但可惜的是，A380生不逢時。

技術先進不等于市場成功

從技術層面來看，A380無疑是一款優秀的飛機。但可惜的是，在商用航空市場上，并不是每一款技術先進的飛機都能獲得成功。相反，只有真正符合市場需求的飛機才能獲得市場的認可。

市場需求證明了“點對點+樞紐輻射結合”的復合航線運營已經成為主流，A380無法滿足市場需求。好在空客很快意識到了這點。2006年，空客果斷啟動了A350項目，盡管在時間上已經不占優勢，但A380項目中的很多先進技術還是被應用到了A350項目中。

2019年2月14日，這個本該充滿浪漫氛圍的日子，歐洲飛機制造商空客卻不得不遺憾地對外宣布，由于A380最大的客戶阿聯酋航空將現有訂單從162架減少到123架，以及缺少其他航空公司的儲備訂單，空客將從2021年開始停止交付A380。2020年，新冠肺炎疫情爆發，全球航空市場需求一落千丈。但對于A380來說，卻迎來了一絲生機。由于貨運需求的激增，全球一部分A380飛機在進行“客改貨”之后被投入到了航空貨運市場。但可惜的是，這部分需求只是短暫的。相反的，在后疫情時代，航空公司對于寬體貨機的需求極度萎靡，即便是購買寬體客機，航空公司也更傾向于小尺寸的寬體客機。2022年2月，A380在中國唯一的客戶南航最后兩架A380從廣州起飛，飛往位于美國的“飛機墳場”退役，令人唏噓。

A380的黯然離場給商用航空市場的其他參與者們留下了深刻的思考。殘酷的事實說明，在商用航空市場，對于任何一款新機型來說，商業成功是商用飛機的終極目標。任何的先進技術都是為商業成功服務的，當年的協和號和今天的A380都是技術上十分成功的機型，但未能契合客戶需求讓它們都不得不面臨黯然退出的結局。從這個角度來說，什么才是一款真正的好飛機，答案是顯而易見的，那就是能夠為航空公司提供最大利潤的飛機才是真正的好飛機。

其次，戰略與市場分析對商用飛機項目的成敗至關重要。當年，777和A330的成功都已經預示了“點對點”運輸模式的崛起，波音在看到市場需求轉變時積極調整了自己的戰略，787的問世標志著波音轉型的完成，而空客卻只看到了競爭對手的產品，沒有真正理解市場需求，最終作出了錯誤的戰略選擇。

盡管A380在商業上并不成功，但不可否認的是，它的問世給民航業和旅客提供了舒適出行的新標桿。從機上酒吧到機上免稅店，如果沒有A380，許多豪華的機上服務至今可能都還停留在紙面上。因此，不可否認“優雅的綠色巨人”仍是商用航空發展史上濃墨重彩的一筆。因此，在業界對A380的“命運”扼腕嘆息的時候，空客卻給了A380又一個新的舞臺。

A380的新舞臺

空客對于氫能在航空業的應用一直持積極樂觀的態度，并堅信氫能源是一種“前景光明的航空燃料，是實現未來航空業氣候目標的關鍵”。早在2020年，空客就在行業內率先發布了3款代號為ZEROe的氫能源概念飛機，并表示這將是一款跨時代的產品，空客將在航空器能源轉型的重要時刻發揮積極的作用。ZEROe產品的發布讓業界第一次看到了空客對于推動零排放飛行愿景的雄心。此次，空客以A380為平臺，并聯手CFM國際公司開展相關研發工作，再一次讓業界看到了空客發展氫能源飛機的決心。

根據空客和CFM國際公司簽署的協議，該項目旨在對氫燃料發動機進行地面和飛行測試，為2035年前將一款零排放飛機投入使用做好準備。該示范項目將使用一架A380測試飛機作為飛行測試平臺，配備由空中客車在法國和德國的工廠準備的液氫罐。空中客車還將負責制定對氫推進系統的要求，監督飛行測試，并提供A380平臺在巡航階段對氫燃料發動機進行測試。

為了能夠采用氫燃料運行，CFM國際公司將對GE Passport發動機的燃燒室、燃料系統和控制系統進行改造。該發動機在美國組裝，因其物理尺寸、先進的渦輪機械和燃油流動能力而被該項目選用。它將被安裝在飛行測試平臺的后機身段上，以便對發動機的排放（包括尾跡）與為飛機提供動力的發動機的排放進行獨立監測。CFM將在A380飛行測試之前完成大量的地面測試。

根據空客公開信息可以得知，這架A380機身內將安裝4個液氫罐，共攜帶400千克液氫，并配備可將氫燃料輸送到發動機的燃料分配系統。飛機駕駛艙中，將安裝額外的推力控制系統和用于監控性能的專用顯示器，以管理氫發動機的推力。機上還將安裝收集數據的傳感器，相關數據可傳回地面。這架A380計劃在2026年開始試飛。

氫燃料發動機采用GE Passport發動機改裝而來，將針對氫燃料改造燃燒室、燃料系統和控制系統。它將被安裝在A380的后機身段，以便對發動機的排放（包括尾跡）進行監測，同時，可以與飛機本身的發動機排放進行對比。

監測目標包括氮氧化物和水蒸氣的排放量。氫燃料產生的水蒸氣是傳統碳氫燃料的三倍，因此飛行中將收集相關數據，以表征不同大氣條件對凝結尾跡形成的影響。

氫氣的燃燒速度比噴氣燃料快10倍，因此這將需要新技術來控制火焰并穩定燃燒。因此在高空對氫燃料發動機進行點火將是A380飛行測試的關鍵項目之一。

氫氣的燃料比碳氫燃料的溫度更高，因此，改進過的Passport發動機將需要新材料和涂層，燃燒室渦輪的冷卻機制也需要重新設計。此外，更高的溫度會產生更多的氮氧化物，因此試飛將研究如何最大限度地減少其排放。

對于CFM來說，氫燃料的相關工作隸屬于該公司的RISE計劃。該計劃于2021年6月啟動，旨在展示一套用于未來超高效動力裝置的技術，包括開式轉子發動機等。雖然RISE計劃面向凈零碳排放，并不是完全針對氫燃料發動機，但CFM將氫能視為未來碳減排的必要路線之一，因此他們提前介入，使未來飛機動力系統能夠使用SAF和氫。

CFM與空客均希望落實他們在2021年10月簽署的“航空運輸行動小組”目標文件，即通過按照既定時間表，開發和測試零排放飛機技術，致力于實現2050年實現航空業凈零碳排放的目標。

低溫的氫燃料分配系統將需要新研發的燃料泵、管道、密封件和材料，還需要新型熱交換器，將液氫轉化為氣態氫。該熱交換器比傳統的飛機熱交換器具有更高的溫差和壓力。