測試現場
對HyLite1200動力系統模擬負載測試則放在了海拔4280米地域,該系統能在輸出功率為1100w的情況下穩定工作,輸出功率衰減8.33%。
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眾宇動力團隊到達海拔4280米處
惡劣環境是檢驗無人機性能的重要因素
高原地區的高海拔會導致低含氧量、低氣壓和低氣溫,這些因素對無人機工作的影響非常大,特別是動力系統方面。
高海拔高度的空氣含氧量會有明顯下降,對于傳統的汽油機、柴油機工作影響很大。而氫燃料電池系統雖然也需要空氣中的氧參與化學反應,但理論計算顯示,在海拔3000米以下,含氧量的降低對燃料電池系統的輸出性能影響微乎其微。此次實際測試,也證實了燃料電池系統在高海拔地區的性能,在海拔3500米的環境下能夠完全正常飛行,而即使在海拔4280米高度上性能衰減不到10%,優于事先的預計。更重要的是,燃料電池動力系統在高海拔地區只會出現輸出性能下降,而且下降可通過計算預估,不可能像內燃機一樣出現突然熄火等完全不輸出動力的情況。
隨著海拔的升高,地區的溫度也會逐漸下降,而低氣溫則會極大地影響電池的續航能力。普通電池的正常工作溫度為10℃-40℃,如果超出這個正常的工作區間工作,電池的續航時間將會大大縮短。眾宇動力的氫燃料電池動力系統在工作時會有部分化學能轉換成熱能,因此會有較好低溫性能,之前已經在-17℃成功啟動,性能穩定,此次在高原地區實飛既可驗證了燃料電池在低氣壓、低含氧環境中的性能變化的預計結果,也測試了系統在同時面臨低氣壓、低氣溫環境的工況變化,證實了之前實驗室模擬計算的結果,為氫燃料電池動力系統實用化鋪平道路的同時,也能推動整個行業相關領域的發展。
氫燃料是突破無人機續航能力的關鍵
作為19世紀就被發現的氫燃料電池原理,在20世紀60年代,就已經應用于航天領域,著名的“阿波羅”號飛船就安裝了氫燃料電池。但是直到最近幾年,得益于材料制造工藝的提升和成本的相對降低,才慢慢通過一些概念和應用進入公眾視野,這其中頗為引起人們矚目的就是在無人機領域的成功應用。由于它是一種將存在于燃料和氧化劑中的化學能轉化為電能的發電裝置,因此嚴格意義上講,它并不是真正能存儲電能的“電池”,而是產生電能的“發電廠”,正是這一特性使得無人機續航瓶頸被突破,無人機的應用范圍大規模擴大。
在國內有很多公司看準了氫燃料電池技術這一廣闊的市場。而致力于這一技術開發的武漢眾宇動力系統科技有限公司是其中的杰出代表。早在2015年其研發的一款名為“游騎兵”的燃料電池多旋翼無人機就創造了3小時30分鐘的野外飛行記錄,而在2016年3月的野外試飛中更是以4小時33分的續航時間再次打破世界紀錄,實現了無人機續航問題的突破。
此次眾宇動力HyLite1200氫燃料電池動力系統成功試飛,也就意味著該動力系統基本能滿足全國70%地區海拔高度的使用環境,結合2015年在新疆亞洲地理中心的-17℃低溫測試,基本解開了中國廣袤地域的使用限制束縛。
國家政策將助力氫燃料電池的發展
5月底,李克強總理在湖北武漢考察時,就很關注氫燃料電池動力系統的研究和發展,希望我國企業能多掌握這樣的清潔能源技術,成功應用到各個領域,讓大家的生活能夠在干凈整潔的條件下越來越好。
緊隨其后在6月初,國家發改委、能源局發布了《能源技術革命創新行動計劃(2016-2030年)》。以圍繞環境質量改善目標提供清潔能源技術支撐等的四個圍繞為綱領,提出了新能源發電、電氣設備等領域的多項高端技術發展規劃。
無論是總理的重視還是計劃的扶持,國家將關注的目標放在了清潔能源上,我們不難看出氫燃料電池技術的發展,將在國家的大力推動之下迎來新的高潮,此次眾宇動力順利完成高海拔低氣溫的測試,不僅是為自身發展提供了動力,也為整個無人機行業在氫燃料電池技術領域的鉆研供應了經驗。在國家政策的大力支持和如眾宇動力這樣的團隊的不懈努力下,我們相信無人機的應用范圍將再次大規模擴大,所有人都在期待氫燃料電池技術在無人機領域的繼續普及。