地利钻石飞机工业公司正式发布H2EDT（Hydrogen-based Twin-engine Electrification and Digitalization Testbed）项目

钻石飞机公司（Diamond Aircraft）正在协调一项由奥地利研究促进机构（FFG）资助的开创性项目，旨在加深对气态氢作为通用航空混合动力系统燃料来源潜力的理解。“H2EDT”（氢基双发电气化和数字化试验台）项目联盟由来自FH JOANNEUM（航空与电子工程学院）、格拉茨工业大学（ITnA）、HyCentA和IESTA的研究人员组成，正在设计一个实验性的混合动力试验台，以探索氢作为航空燃料所带来的挑战。研究工作将在钻石飞机公司位于维也纳新城的工厂持续进行，直至2025年底，包括制造和测试。

氢气是一种零碳燃料，可能在未来的可持续航空发展中发挥决定性作用。它既可以用于燃料电池，在燃料电池中，氢气和氧气通过电化学反应产生能量，副产品只有水；也可以用于内燃机。无论哪种方式，氢气都不会产生二氧化碳。只有在高温反应（例如氢气燃烧）的情况下，某些情况下才会产生氮氧化物排放。

低温燃料电池的零排放特性及其更安静的运行是该技术不仅在汽车和海事领域，而且在航空应用领域日益受到青睐的原因之一。此外，与纯电动动力系统相比，氢动力系统具有更高的系统级能量密度，从而能够提高零排放飞机的航程和续航能力。

然而，仅依靠氢气作为飞机推进系统面临着重大挑战。这些挑战包括氢燃料电池的低功率重量比——这将使其过于沉重，无法满足峰值功率需求；以及氢气的储存问题（由于其密度低，需要在飞机机身内储存大量氢气）。另一个挑战是由于氢气易泄漏且点火能量低而导致的安全性和认证问题，以及高压或低温储氢系统带来的安全挑战。

出于这些原因，研究团队正在实施一种氢电混合架构。他们认为，这是充分利用电池高功率密度和氢燃料电池动力系统高能量密度的关键。该架构还具有更高的冗余度，这是一个额外的优势。

该试验台将是一个按比例缩小的通用航空平台，包括机身、多组独立电池、氢燃料电池和储氢系统以及多达10台电动机和螺旋桨。研究团队最初计划开发一个与通用航空双引擎飞机常用动力系统相同的试验台。然而，鉴于人们对先进空中机动性（AAM）的兴趣日益浓厚，该团队调整了设计，使其能够测试最多配备10台电动机的垂直起降（VTOL）平台。

利用 H2EDT 试验台，该项目着手测试能源管理和热回收的整体方法，同时研究氢燃料电池以及航空应用的存储和分配系统的性能和可靠性。

H2EDT 的与众不同之处在于其数字电源管理系统，该系统通过 FH JOANNEUM 开发的配电板实现，并采用“并联”混合动力架构，其中电池和氢燃料电池均可直接为系统中的任何电机供电。创新的 H2EDT 系统利用数字传感器和多种电源，根据需要自动组合电力和氢动力，从而显著提高效率和安全性。

该项目的一个重要组成部分是设计一个数字孪生模型，该模型融合了详细的CAD几何图形和性能模拟，后者得益于与格拉茨工业大学合作开发的模型。该模型将使用测试数据进行校准，并提供超出H2EDT测试范围的洞见。这些洞见将包括对故障模式和不同环境条件（例如高空飞行或高温）的模拟。
该项目的另一个目标是为可能在DA40或DA42等全尺寸通用航空平台上开展的后续氢能项目制定认证和设计指南。此外，该项目还在研究针对氢气储存和分配系统的具体认证和设计挑战。

H2EDT标志着Diamond Aircraft在氢动力研究领域的又一重要里程碑。此前的成就包括波音幻影工程公司（Boeing Phantom Works）将燃料电池系统集成到Diamond HK36飞机中，并参与了AH2AS（奥地利氢动力航空研究）以及FFG资助的同期项目，例如奥地利发动机公司（Austro Engine）与维也纳技术大学（TU Wien）合作将柴油发动机改装为双燃料Jet-A1/H2发动机。H2EDT的成果预计将于2026年上半年发布。

下图展示了集成在完整半尺寸 CS-23 垂直起降飞机上的 H2EDT 试验台组件。该试验台将在一个简化但具有代表性的平台上提供氢电混合动力架构的宝贵经验，从而加快开发周期并确保未来混合动力飞机的安全。

该项目获得了奥地利研究资助项目“Take Off”的资助。“Take Off”是奥地利共和国创新、交通和基础设施部（BMIMI）的一项研究、技术和创新资助项目。奥地利研究促进局（FFG）已获得授权负责该项目的管理。