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引言

在双碳目标的战略推动下,氢能无人机正成为绿色航空领域的新焦点。这篇文章将带您了解各类氢能无人机:从动力类型到机型结构,从应用场景到技术特色,系统拆解这些 “喝氢气” 的低空利器,又为何能成为绿色航空时代的 “多面手”。当不同类型的氢能无人机各展所长,我们或许能更清晰地看见:低空经济的未来,正藏在这些 “百变翅膀” 的振翅声里。

全球首个量产氢燃料电池无人机

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世界上第一个量产的氢燃料电池无人机韩国斗山创新公司研发的DS30W

DS30W开辟了无人机使用的新领域,使2小时的飞行成为现实。这使得工业应用成为可能。DS30W在2小时内可以飞行80公里,2019年在美属维尔京岛已经在海上飞行了72公里。凭借这一显著特性,DS30W获得了2020年CES最佳创新奖。

它的最长续航时间达120分钟/ 最大有效载荷能力为3公斤

DS30W采用半单体结构,在保持耐用性的同时减轻了重量。舱口和FCC模块上的快速释放螺栓,以及起落架上吸收震动的硅垫。此外,只需轻轻一触,机臂就可以轻松折叠。 当剩余氢气不足时,无人机会停在附近的着陆点,或返回出发地,确保安全飞行体验。

世界首次3D打印氢动力无人机试飞

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总部位于伦敦的H2G0动力公司宣布,该公司与巴拉德动力系统公司合作,成功实现了世界上首次3D打印氢动力无人机飞行。

该公司的无人机应用解决方案可将无人机电池的飞行时间延长90分钟,而典型的锂离子电池系统则只能持续不到25分钟。利用3D打印轻质金属的先进设计技术,该公司实现了最高可达15%的无人机总重量减少和机身体积的控制,同时实现了内部结构创新,优化了能量输入输出的热管理系统。这使得无人机能够多执行三到五次任务并携带更重的负载。

H2G0动力公司在固态储氢技术上实现了创新,在相关应用中已经证明仅需要加压1%,在如此低的压力下工作显著消除了以往使用压缩氢气的安全问题。

荷兰首飞氢动力无人机

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荷兰皇家航空航天中心(NLR)日前宣布,其已经成功测试飞行氢燃料无人机。该飞行是在Marknesse的NLR测试中心进行的,这也是荷兰进行的首次户外飞行,并且这也是其对可持续航空业调查的一部分。

此次试飞所用的无人机是重达8公斤的六旋翼飞机平台,带有一个装有氢气的2L300bar加压罐。该储罐连接到燃料电池,该燃料电池在电化学过程中使氢与空气中的氧气发生反应,该过程仅产生水蒸气作为排放物。

该动力系统还为无人机提供了比仅使用电池更大的飞行耐久性。出于安全原因,无人机还配备了备用电池,一旦燃料电池断电,它可以继续飞行。

全球首款氢动力长航程多旋翼无人机

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全球首款氢动力长航程多旋翼无人机--“天目山一号”

这是全球首款百公里级氢动力多旋翼无人机,目前已进入小批量生产阶段,具有超长续航、超低温环境适应性和零碳环保特性。

天目山一号”采用一体化成型轻质碳纤维机身,空机重量19千克,最大挂载重量6千克,最大续航4小时。采用的风冷燃料电池堆,能量密度最大可超过1000 Wh/kg,约为锂电池的5到6倍,极大地提高了无人机的续航能力。

值得一提的是,“天目山一号”也是全球首款集成降落伞设计的量产型氢动力无人机,当飞行过程中出现意外,会自动弹出降落伞,提升无人机的安全性和可靠性。

“天目山一号”具备一键自主起降100公里超视距连续作业的技术能力,改变了传统工业无人机的应用模式。

MMC氢动力无人机打破飞行纪录

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2019年9月17日,在世界上最大的地理信息会议InterGEO2019上,无人机公司MMC机在德国推出了其新的hydrone Griflion H,飞行时间创下了15小时的纪录。这是一架氢动力垂直起降无人机,稳定性极高。

15小时飞行时间,提高任务效率

Griflion H的亮点在于其高效金属双极板氢燃料电池的最大储氢容量为27L,延长了飞行时间。它的飞行时间达到了破纪录的15小时(没有有效载荷)和10小时(有3公斤有效载荷),而市场上大多数无人机的最大飞行时间仅为2小时。

集成设计的产业链产品

MMC无人机在2016年发射了世界上第一架氢动力多旋翼飞机——HyDrone 1800,飞行时间为273分钟。Griflion已经经历了全面升级,现在已经建立了氢燃料系统,打破了自己的飞行时间纪录。集成设计加强了无人机、燃料电池和有效载荷之间的联系。

国内最长续航氢动力无人机

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国内最长续航氢动力无人机--“青鸥30”,在两江协同创新区完成首飞。

据介绍,“青鸥30”氢动力无人机最大起飞重量可达30公斤,翼展达4米,最快飞行巡航速度为25米/秒,续航里程可达800公里,续航时间达9小时。同时,该无人机配备了4台垂直推进电机以及1台水平推进电机,采用垂直起降方式,降低了无人机对于作业场地的要求,扩宽了无人机的使用范围。


氢动力无人机的运用


氢能无人机目前在众多领域都有所涉及。例如:海上紧急医疗用品配送、电网覆冰巡检、餐饮配送、工业巡检等。

结语

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当无人机单架次巡检里程从30公里跃升至70公里,“氢翅膀”正在重新定义低空生产力的边界。瀚电科技研发的70MPa储氢瓶产品,正为氢能无人机注入新的动力。这场 “氢气驱动” 的低空革命,已不是遥远的概念。它正在实验室的数据里、在山间的巡检航线中、在海上的配送轨迹上,更在瀚电科技这样的技术突破里,一点点变成现实。

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