全球氢能航空的研究现状氢能航空的国际发展变革，一场突如其来的新冠肺炎疫情，令全球航空业遭受了前所未有的重创，各国政府为了稳定航空业的持续发展，都出台了一系列扶持和保障政策。除了从经济政策方面大力支持航空企业渡过难关，还在同航空业一道从危机中寻找新的增长点。其中，氢能源的开发和利用被世界各国视为未来航空领域的新机遇。全球航空业正在围绕氢能源开展一场颠覆性的技术革命。 欧盟Hydrogen-PoweredAviation还确定了相关研究的三个阶段， ①2020~2028年发展基础性技术研究阶段：加快通勤飞机的认证，实现短途氢能飞机的试飞，制定技术路线和基础方案建设，从安全性和经济市场等方面提供保障； ②2028~2035年集中扩大核心氢能组件的应用规模阶段：将氢能源技术应用于中程飞机，同时为氢能航空的突破性技术打好基础； ③2035~2050年为中远程概念机和原型机的发展阶段：新的颠覆性机型设计及大规模燃料供应和快速加注的新技术。 美国能源部计划5年内投资1亿美元，支持由美国国家实验室主导的氢能和氢燃料电池的关键技术研究，以期能够促进氢能航空动力的研究和发展。计划还提出了未来10年氢能研发和示范的战略布局，并在氢燃料电池和燃气轮机的氢能转化技术方面，明确了技术路线。 ①确定了氢能全产业链中应重点领域的关键技术和经济指标，期望通过技术创新，提高技术稳定性、经济性和效率，加快一部分氢能技术及产品的商业化应用； ②加大对氢能相关技术的攻关，期望为美国氢能经济产业提供多元化的发展道路； ③开展氢能标准的研究和制定。美国初创公司ZeroAvia基于派珀M350飞机改装的氢燃料电池飞机首飞成功。 UKHydrogenStrategy将与氢能航空相关的氢能经济路线图分为四个阶段， ①2022~2024年实现小规模电解制氢，并开展航空试验； ②2025~2027年试点采用碳捕获、利用与碳封存（CCUS）技术的氢能项目，并持续扩大电解制氢的生产能力，全面应用氢能的小规模集群管网、卡车运输和小型存储技术，并开展航空试验； ③2028~2030年采用大规模CCUS制氢技术及大规模电解制氢，实现大规模存储与天然气网络整合，并在航空领域实现应用； ④2030年以后，不断扩大生产规模及应用范围，形成区域或国家网络，在航空领域实现大规模应用。
关键技术攻关，欧盟Hydrogen-PoweredAviation研究报告基于氢能技术的可行性分析进行了分析，针对不确定性以及技术壁垒、关键驱动因素，形成了氢能动力研发与创新研究的技术路线。技术路线分为核心氢能组件的开发、氢能飞机系统的设计（包括新型飞机的设计）、明确基础设施壁垒和建立治理架构四个领域。空客公司经过研究，认为氢能是实现航空运输零排放的最快途径，将研究重心转向氢动力飞机，并制定了发展路线图，而短期内氢能动力客机难以投入使用，氢能航空的发展还面临着巨大挑战。 英国航空航天技术研究院（ATI）“FlyZero”（零碳飞行）项目的研究内容包括氢燃料涡轮发动机及推进器、电推进系统、氢燃料电池、热管理、低温氢燃料系统和储存、空气动力学结构等6项关键技术，另外还涉及飞机系统、机场/航线/空域、材料、全生命周期评价、加速设计与验证、可持续客舱设计、制造等相关交叉技术。FlyZero研究成果显示，氢能飞机不仅在技术上可行，且与常规煤油航空及可持续航空燃料（SAF）相比，其运营经济性更高，具备全部短途航线和93%远程航线的能力。 氢能的存储及机型设计，《2021年全球及中国氢能飞机产业深度研究报告》显示，随着低温存储技术、飞机推进系统技术、氢燃料提取技术及氢动力飞机的结构设计技术的不断突破，未来全球氢能飞机市场规模将在2030年前后达到约71亿美元的规模，复合年增长率约达到47%。然而在发现巨大市场潜力的同时，也必须意识到，要想真正实现氢能替代传统燃油，不仅需要飞机制造商做大量的工作，更需要行业配套企业推进氢能的运输储存，以配合氢能源在航空领域的推广应用。除了飞行器本身，利用氢能实现绿色转型还需要更多基础设施的保障，另外，氢能源的生产、运输和存储问题也是氢能航空的关键。 对于机场来说，如何实现氢燃料的低成本运输和存储，将直接影响到航空公司未来的经济运营。因传统机翼油箱不适合储存液氢燃料，目前已有液态氢存储技术的相关研究，例如储存罐采用球形或柱形的设计。氢能航空需要引入全新的、颠覆性的机体设计，为了提高飞机内部空间利用率，翼身融合、箱式机翼结构等创新性的研发思路已经颠覆了传统的机型结构。
空客公司作为欧洲业内领先的飞机制造商，于2020年9月公布的3种氢燃料ZEROe型概念机，其中一种型号采用了“翼身融合”的设计，并以液态氢作为主要燃料。此概念机型的设计方案集和了“翼身融合”与分布式推进系统的优势，所设计的超宽机体为氢燃料的储存、配送以及客舱布局提供了更多的选择。分布式设计体现了飞机从单一动力研究到飞机总体、动力、机电等技术集成研究的变化，是航空业革命性的转折，为科技发展提供新的方向。 
