中國一項黑科技首次向世界曝光：歐美大驚

近日，中國科學院大連化學物理研究所質子交換膜燃料電池研究團隊研製的20kW燃料電池系統為動力電源的國內第一架有人駕駛燃料電池試驗機在東北某機場成功首飛，標誌著我國航空用燃料電池技術取得突破性進展，成為繼美、德之後第三個擁有該技術的國家。

該研究團隊2014年開始研發20kW以氫氣為燃料的航空用質子交換膜燃料電池技術。經過兩年多的攻關，突破了輕量化、高效水熱管理、高安全可靠系統集成等多項關鍵技術，研製的電源系統通過了全部地面聯試和環境適應性、高速滑跑測試等考核。此次飛行中，燃料電池系統輸出性能、安全性、可靠性和環境適應性等全部達到了技術要求。

試飛現場

此前，該團隊先後研製了10kW級Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型航空用質子交換膜燃料電池電源系統，填補了我國該技術領域的空白。其中，Ⅰ型系統2009年11月應用於我國首艘燃料電池動力飛艇「致遠一號」，Ⅱ 型系統2012年7月應用於我國首架燃料電池無人機「雷鳥號」，Ⅲ 型系統2014年9月作為某飛艇的尾推動力通過了高海拔環境適應性測試。本次有人駕駛飛行進一步驗證了所研製的燃料電池電源系統不僅安全可靠性高，而且在-20℃ 低溫環境下表現出優良的存放、啟動和運行性能。

試飛現場

燃料電池是一種高效、環境友好的發電裝置，是新能源技術的重要發展方向，可廣泛用於動力電源、分布式電站、移動電源等。以燃料電池為動力電源的航空器因低雜訊、零污染和長時間續航等顯著優勢，成為近年來國際上新能源飛行器的研發熱點。

2012年12月26日 國內第一架純燃料電池無人機首次試飛成功

據中新網2012年12月26日報道，同濟大學對外宣布，由該校航空航天與力學學院、上海奧科賽飛機公司歷時一年多時間共同研製的中國第一架純燃料電池無人機「飛躍一號」，已在上海奉賢海邊首次試飛成功。

該無人機可升至2千米以內高空，時速為30公里，可連續飛行2小時，非常適合用於環境監測、戰場偵察等領域。

無人機試飛照

「為積極應對能源與環境挑戰，開發生物質能、氫能等新能源的飛行器，已成為航空技術的未來發展方向之一；特別是以氫氣為原料、真正實現零排放的燃料電池電動飛機，更是航空工業發展的一個重要發展趨勢。」項目負責人、同濟大學航空航天與力學學院許震宇副教授介紹說，「世界上多個航空強國已經試飛成功了多架新能源無人機和輕型飛機，台灣成功大學和遼寧通用航空研究院分別已於2010年和今年7月研製成功了使用『燃料電池及鋰電池』混合動力的無人飛機。」

同濟大學航空航天與力學學院自2008年起開始著手燃料電池飛行器的研製工作，建設了基本的測試、實驗系統，並組織學院師生共同參與研發燃料電池無人機。首先確定了「僅使用燃料電池作為動力」的設計方案，以便將鋰電池的重量節省出來，用於裝載氫氣或有效載荷，從而增加其航程，或使無人機擁有更多的使用功能。

無人機的起飛重量如何能與燃料電池功率有效匹配？如何能安全儲藏、攜帶更多氫氣？面對新能源飛行器這一新生事物，研發團隊刻苦攻關，經過大量的理論推導和模擬計算，將研發中遇到的諸多科技難題逐一攻克。

2011年，航力學院牽手上海奧科賽飛機公司，共建「同濟大學奧科賽新能源飛行器研究室」，共同開展新能源飛行器的設計製造、模擬計算、地面推力試驗等研發工作，加快推進燃料電池無人機項目的研發進程。在無人機項目實施過程中，同濟大學主要負責項目總體方案、系統設計和分析、空氣動力和結構計算、材料和結構實驗等方面工作，奧科賽公司主要負責無人機外形設計、製造和試飛等工作。

2012年，該項目還獲上海市青浦區和同濟大學聯合資助，先後有同濟大學十餘名研究生、本科生參與「飛躍一號」的研製。在上周一個刮著四五級風的下午，「飛躍一號」首次試飛成功。

無人機試飛照

據介紹，「飛躍一號」翼展5米，起飛重量20公斤，有效載荷1公斤，巡航速度為30公里每小時，飛行高度小於2千米，續航時間2小時。它使用一個1千瓦的質子交換膜燃料電池作為動力。

許震宇表示，燃料電池無人機不僅綠色環保，而且工作溫度低、噪音小、易於維護，非常適合用於環境監測、戰場偵察等領域；其相關技術還可以用於指導燃料電池輕型飛機等新能源飛行器型號，以及大型民機燃料電池輔助動力系統的設計。

我國第一架純燃料電池無人機「飛躍一號」正在試飛。

據介紹，在試飛成功基礎上，校企聯合研發團隊未來將進一步優化並穩定「飛躍一號」的各項性能，將連續航行時間延長至8至10小時，並加快其產品化產業化步伐，同時開始研製以燃料電池為動力的輕型飛機。

許震宇說，「通過設計、實驗可再生能源系統，有望將燃料電池無人機續航時間提升到2至3天，甚至更長。」

今年9月，空軍司令員馬曉天披露中國正在發展新一代遠程轟炸機，傳說中的轟20得到確認。空軍裝備研究院專家張文昌表示，中國新遠程轟炸機應是核常兼備型，且不光是一個打擊平台，同時也應是情報收集平台，具有電子戰能力。

最近央視公布的一個鏡頭中，中國轟-20的CG圖疑似曝光，似乎「紅色B-2」的設計思路是目前最受關注，也是最受期待的版本，即飛翼式隱身遠程戰略轟炸機。

然而，事實果真如此嗎？中國新一代遠程轟炸機最有可能採取什麼樣的設計思路？據《科技日報》最新報道，按照現行的國際標準來看，只有航程不低於8000公里，載彈量達到20~30噸，才能稱為遠程轟炸機。

目前，世界上只有美俄兩國擁有遠程轟炸機，即美國的B-52H、B-1B、B-2A，俄羅斯的圖-160、圖-95MS。這其中，只有B-2A實現了真正意義上的隱身。那麼，傳聞已久的中國轟-20會是一種哪種類型的戰略轟炸機呢？

決定了中國的新一代戰略轟炸機在沒有空中加油的情況下的航程必須超過15000公里才有意義。這樣經過兩次空中加油，轟-20必須具備抵達夏威夷以東的能力，也就是至少要能飛到東經150度附近，才有使用射程3000公里的遠程巡航導彈打擊北美陸上戰略目標的機會。

要實現上述目標，轟-20就要具備以下突出特點：一是具備在漫長航程中的安全性，因為沒有任何其他機型能夠在如此長的航程中提供保護，所以轟-20必須依賴自身來確保飛行安全，

因此就需要第二個條件；第二個就是具備一定的隱身飛行性能，如果沒有良好的隱身能力，像圖-160或B-1B之類的機型，在這麼大的航程中會有很多被發現的機會，不但飛行任務被終止的可能很大，而且能夠抵達任務區的機會也很小；三是不以飛行速度取勝，

因為航程太大所以並非幾個小時就能抵達導彈發射區的，因此超音速並不可取也無實際意義，而只能選擇高亞音速最符合這種長途奔襲戰略轟炸需要。

綜合以上具體要求，可以發現轟-20的輪廓只能如下：利用中國已完全掌握成熟的殲-20的隱身技術設計的完全隱身的類似B-2A「幽靈」的大型戰略轟炸機，其可利用自身的隱身特性實現在整個航程內的秘密飛行而很難被發現，可使用射程為3000公里的內置「長劍-30」空射巡航導彈在第三島鏈以東打擊北美陸上目標，在起飛後和返回前分別在東海上空各進行一次空中加油從而實現總航程18000~20000公里的目標，而對於轟-20的「長劍-30」空射巡航導彈的攜載量不必過於苛求，不管是4枚還是6枚都可以（內部空間主要是載油料），沒很大必要像B-2A那樣能攜帶16枚，也幾乎不用考慮其他武器的攜帶，因為中國要的只是重點核威懾能力而不是確保摧毀或常規打擊能力。至於一些專家擔心的轟-20造價可能會導致國家無法承受，這簡直是亂彈琴，中國製造的隱身轟炸機不會達到美國B-2A的25億美元，很可能轟-20會達到20億人民幣的樣子，這比美國低多了，中國絕對能承受不低於50架的機隊規模。毫無疑問，聰明的中國軍事決策者，一定會做出最正確的戰略選擇：製造中國的B-2A。根據中國國家級媒體突然開始公開討論和承認轟-20項目的存在，以及中國唯一具備研發製造戰略轟炸機的工廠——西安飛機製造公司竟然開始宣傳其運-20和轟-6K戰機生產線——這在以前是不可想像的，由此可以推斷，中國首架隱身戰略轟炸機轟-20已經製造完畢，正在等待批准正式亮相首飛的日期！如果猜測的沒錯的話，按照以往的習慣，中國會選擇在2017年的1月份公開曝光該機的首飛過程。從中國系列「-20」機型的研發進度來看，轟-20是最晚亮相的一種，應該到了其露出神秘面紗的時候了。

今年9月，空軍司令員馬曉天披露中國正在發展新一代遠程轟炸機，傳說中的轟20得到確認。空軍裝備研究院專家張文昌表示，中國新遠程轟炸機應是核常兼備型，且不光是一個打擊平台，同時也應是情報收集平台，具有電子戰能力。