采访:ZeroAvia首席执行官Val Miftakhov

尽管没有哪个行业不受净零排放的影响，但几乎完全依赖化石燃料的民航，在实现脱碳方面，面临着比大多数行业更陡峭、更具有挑战性的道路。面对这一代人难得一遇的挑战，一系列替代技术及其背后的颠覆性创新者正吸引着更广泛的航空航天行业越来越多的关注、兴趣和投资。

英美氢电航空先驱就是这样一个组织ZeroAvia自2017年推出以来，该项目取得了一系列引人注目的绿色飞行里程碑:从欧洲第一条机场氢管道的安装到世界上第一架商用级氢燃料电池飞机的飞行。

今年夏天早些时候，The Engineer采访了该公司的首席执行官兼创始人Val Miftakhov，了解了该公司的未来，并了解了他对氢气将如何改变该行业的看法。

米夫塔霍夫(Miftakhov)是一位连续从事清洁技术的企业家;合格的飞行员;他是一位物理学家，也是谷歌前高级执行官。2017年，他在出售之前的公司智能电动汽车充电公司eMotorWerks后创办了ZeroAvia。从那以后，公司发展迅速。该公司目前雇用了约200名员工，并信心十足地预测，在未来两年内，该公司将把以氢燃料为燃料的区域性航班普及到大众。

其核心愿景是一种氢电力动力系统，用机载燃料电池供电的电动机取代飞机现有的发动机。该公司计划在2024年之前向市场推出用于10 - 20座飞机的600kW动力系统(所谓的ZA600)，然后在2026年之前推出针对更大的40-80座涡轮螺旋桨飞机的更强大的2.5MW系统(ZA2000)。与此同时，该公司还与三菱旗下的支线飞机维修公司MHIRJ合作，开发了这一功能更强大的系统的变体，可改装为支线飞机。

这是一个雄心勃勃的计划，但米夫塔霍夫认为，这是解决绿色飞行挑战的最具说服力的方案，尤其是对区域和次区域飞行而言。“我们研究了多种技术，氢电力确实是最好的，”他说，“氢在每千克重量上储存能量方面是最好的，而氢电力或燃料电池方法在以最有效的方式将化学能转化为推进力方面是最好的。”

为了实现这一愿景，ZeroAvia已经通过了许多重要的里程碑，尤其是通过其在英国政府资助的HyFlyer项目中的工作，在2020年夏天，一架配备250kW氢电力动力系统的6座Piper-M级飞机成为世界上第一架氢燃料商用飞机。

作为HyFlyer II后续项目的一部分，该公司现在计划试验更强大的600kW氢电力动力系统，并在撰写本文时准备在科茨沃尔德郡肯布尔的工厂驾驶一架改进的19座Dornier 228飞机。“HyFlyer II是关于获得一个可认证版本的发电厂....这是该公司目前的首要任务。”

值得注意的是，ZeroAvia的大部分业务都在英国，超过一半的员工都驻扎在英国，米夫塔霍夫对英国行业充满热情。他说:“航空业对英国来说显然是超级重要的，这反映在政策和政府的关注、可用的资源、可招聘的工程师以及所有这些伟大的设施上。”他补充称:“在欧洲，就打造创业型公司的能力而言，英国可能是最接近美国和硅谷的地方。”

miiftakhov说，英国的专业知识一直是解决技术发展带来的许多技术挑战的关键，其中最重要的是热管理。

燃料电池的高效率意味着它们吸收的热量更少，环境温度约50摄氏度和工作温度约100摄氏度之间相对较小的温差，需要大量的表面来吸收和转移热量。米夫塔霍夫说:“这带来了一些有趣的挑战。”他解释说，研究团队目前正在研究一系列解决方案，包括提高燃料电池堆核心温度的技术开发。

另一个挑战与氢气的储存有关。米夫塔霍夫说，对于最初的飞机来说，这并不是什么大问题。他说:“这些是速度较慢的通用机身，飞行速度不那么快，所以我们可以在机身外增加体积或增加油箱，而不会造成巨大的阻力损失。”然而，对于以更高速度飞行的大型飞机，将需要一种不同的方法，该团队目前正在探索下一代的低温存储技术，他说。

要让这项技术达到现在的水平并非没有挫折。事实上，2020年首次试飞的喜悦很快就让位于担忧，2021年4月，一架同时使用电池和燃料电池系统的测试飞机在从克兰菲尔德机场起飞后不久失去动力并坠毁。尽管最初的猜测是氢气泄漏，但随后的调查显示，当飞机从电池供电切换到燃料电池供电时，电源关闭，气流进入螺旋桨，导致发动机开始充当发电机，触发了逆变器上的过电压保护，从而触发了问题。

对于米夫塔霍夫来说，从这样的错误中吸取教训是技术开发过程中必不可少的一部分。“我想说的是，这加速了公司的成熟，因为我们学到了很多需要改变的东西，以及需要如何进步。事实上，我们能够学习这些东西，并将其纳入我们的未来轨迹，这也给投资者注入了信心。我们正在进行前沿探索，而你有未知。当事情发生时，你如何处理这些未知数是重要的。”

另一种简化这些挑战并避免在现有机身上应用新技术所固有的权衡的方法是采用全新的机身设计。为此，除了在现有飞机上的工作外，该公司还在探索将该技术应用于一些所谓的“全新设计”。米夫塔霍夫说:“我们认为，通过综合改进解决方案，结合现有机型和几种精心挑选的全新设计，我们可以获得良好的平衡。”

也许这些项目中最有趣的是最近与加州Otto航空公司的合作，该公司正在研究使用ZA600动力系统为Celera飞机提供动力，这是一种全新的机身设计，通过最大化层流来减少阻力。

除了动力系统活动，该公司还在开发和部署加油和可再生能源基础设施，它认为这将是在商业航空领域取得成功的关键。“在任何颠覆性的解决方案推出之初，你不能指望别人像你一样全心全意地相信它……所以你必须展示它是如何实现的，你必须推动行业朝这个方向发展。”Miftakhov说。

通过第一个HyFlyer项目，该公司与EMEC(欧洲海洋能源中心)等合作伙伴合作，展示了未来氢气机场生态系统的一些关键组件:包括用于绿色氢气生产的电解槽，用于准备氢气存储的拖车式压缩机，以及专门开发的加油卡车。

最近，该公司在其位于英国科茨沃尔德机场的机库旁公布了欧洲首条从陆地到机场的氢管道，这条100米长的氢管道将帮助ZeroAvia演示和探索氢管道和机场加油基础设施的操作安全案例。

米夫塔霍夫认为，他的团队的基础设施工作与特斯拉早期通过开发增压器网络来驱动和触发电动汽车市场的努力有一些明显的相似之处。“电动汽车的主要问题是充电基础设施，因为人们想去一些地方，他们有里程焦虑。特斯拉很早就意识到这一点，并表示我们将消除它。我认为这很容易成为他们高居榜首的主要原因。我们打算在这里的基础设施方面也采取同样的做法。”

事实上，这种包罗一切的方式是劳斯莱斯商业模式的关键部分，就像罗尔斯•罗伊斯首创的“按小时计算动力”的方式一样，它将远远超出仅仅销售动力系统的范围，还包括持续维护、备件和燃料供应的合同。

米夫塔霍夫认为，在电动汽车领域，以及在道路上引入新型汽车和基础设施的挑战方面，他的公司的模式相对来说没有风险。“对于定期服务的航空公司，我们知道航班是什么，我们知道位置，我们知道数量。这并不是说我们会在基础设施建设上赔钱，然后希望能赚回来，我们几乎可以从第一天开始盈利。”

目前，已有近1000台发动机预订，包括美国联合航空公司(United Airlines)、国际航空公司(IAG)和阿拉斯加航空公司(Alaska Airlines)在内的多家公司进行了战略投资，与燃料供应商建立了合作关系，并正在与大约10个机场进行洽谈。米夫塔霍夫相信，该公司很快就会有一些实实在在的例子来支持其雄心壮志。