红网时刻新闻记者 苏莉雅 通讯员 罗金鹏 株洲报道

4月4日晴天，在株洲芦淞机场，一架7.5吨级无人运输机稳稳降落，螺旋桨缓缓停转。站在机场跑道旁的中国航发湖南动力机械研究所未来动力总体研究部主任设计师、高级工程师彭富霞，眼泪夺眶而出。“从起飞到落地，我的心一直悬在嗓子眼。”回顾当时的心情，她用手比划着胸口，“直到它飞了一圈回来，我的心才终于安定。”

兆瓦级氢燃料航空涡桨发动机AEP100配装7.5吨级无人运输机在株洲芦淞机场成功首飞。

这一天，由中国航发湖南动力机械研究所（以下简称中国航发动研所）自主研制的兆瓦级氢燃料航空涡桨发动机AEP100，配装无人机成功首飞。这是全球首次兆瓦级氢燃料航空涡桨发动机试飞。

16分钟，36公里，300米高度。为了这串数字，一群年轻人用将近五年时间，在一个几乎空白的“无人区”里，从零起步、两次烧毁发动机、历经上百次实验，硬生生蹚出了一条路。

首飞现场。

无人区里的抉择，为什么必须走这条路

为什么要搞氢能？这是所有人听到这个故事后的第一个问题。

2020年，中国航发动研所开始聚焦氢能源发动机。“传统航空发动机已经发展了70多年，算得上一个‘老行业’了。”中国航发动研所未来动力总体研究部副部长肖为介绍，“在‘双碳’目标的背景下，每降低一个百分点的耗油率，我们要付出成倍的代价去实现。再过5到8年，就要接近理论极限了。”

这个极限，卡在材料上。涡轮前温度提不上去了，现有材料的耐温能力快到天花板了。“除非你创造出一种全新的材料，但目前来看，短期内可能性很低。”

但真正让人坐不住的，是国外的动作。

欧盟发布了“氢能航空2050”白皮书，空客等巨头明确将氢能作为战略方向。“一旦他们用新能源航空动力建立更高的技术和市场壁垒，我们很多正在开展的技术研究，可能完成就已经落后了。”肖为说。

但这场竞赛，大家几乎同时起跑。在新能源航空这条赛道上，无论是欧美还是国内，都没有建立完整的知识体系。这是一个无人区，比的是谁的速度更快。

一个PPT与不到十人的团队，从零开始的勇气

决心有了，但怎么干？答案是：几乎从零开始。

2021年3月，团队正式组建，满打满算不到十人，平均年龄20多岁。

“想找有经验的同志加入，很困难。很多人不看好这个方向。”肖为坦言。

彭富霞就是被“画饼”画进来的。2022年3月，肖为找到她，“他当时只有一个PPT，跟我说要做兆瓦级氢燃料发动机。”彭富霞笑着回忆。

彭富霞做了7年传统燃油发动机，很清楚氢的挑战：中心燃烧温度超过2000摄氏度，而现有发动机最高温区不超过1600摄氏度。“控不好，叶片都会烧融。”但氢的能量密度是航空煤油的3倍，是锂电池的约3000倍。“这个‘饼’确实挺大。但我觉得有前景，就全身心投入了。”

未来动力总体研究部一级主管设计师、高级工程师张坤的加入更“被动”——领导安排的任务。但调研后他发现，“氢确实是未来的方向”。

就这样，一群年轻人，没有现成经验，没有条件验证，没有团队基础，硬着头皮闯进了无人区。

刀尖起舞，两次烧毁与“泼冷水”

通过借鉴航天火箭发动机和中车公司在地面氢能设备的这些“他山之石”，肖为团队有了一定的方向感。但传统的航空发动机研发，有一套标准流程：从整机到零部件，层层分解，逐级验证。氢能发动机没有这个条件，肖为团队只能直接把发动机当试验台。

这种“跳过中间步骤”的做法，风险大得像在刀尖上跳舞。

2022年初，团队在一台小型涡喷发动机上开展首次验证。点火后，氢气的爆燃远超预期——火焰如脱缰野马，瞬间吞噬了火焰筒。实验戛然而止。当机匣被打开，所有人都愣住了。“我们在传统发动机领域从没见过烧得这么严重的。”彭富霞说。

第一次失败后，求胜心切的肖为团队很快组织了第二次验证。这次换了新喷嘴，本以为问题解决了，结果点火后，别的地方又烧了。“第二次失败是当头泼了一盆冷水，也出现了‘这条路是不是真的走不通’的想法。但回头看，这盆冷水泼得好。”

历经两次失败，团队终于清醒了——不能再这么闷头蛮干，决定先停下手里的活，把问题彻底想清楚再动手。这一停，就是将近一年。

冰火淬炼，从零下253度到2000度

他们像剥洋葱一样层层分析。氢的燃速是航空煤油的10倍，火焰传播速度极快。一喷进去，一点火，它就在燃烧室里横冲直撞，不像煤油慢慢雾化、蒸发、稳定燃烧。

解决思路很明确：让活泼的氢“慢下来”，变得可控。最终，他们将对氢的控制精度做到了0.5%以内——与传统燃油发动机相当。

如果说燃烧控制是让氢“慢下来”，那么热管理则是让氢“扛得住”。液氢的温度是零下253摄氏度，仅比绝对零度高20度。在这个温度下，普通材料会像饼干一样脆化，电子元器件会直接失效。而液氢进入燃烧室后，又要面对超过2000摄氏度的高温。

他们想到，是用发动机自身的余热来加热液氢。液氢吸热气化后，再进入控制系统和燃烧室。这个“以子之矛攻子之盾”的办法，把劣势转化成了优势，不仅解决了低温问题，还提高了发动机性能，降低了排气红外辐射。

5年时间，上百次试验，不知道推倒重来了多少次的计算……经历了艰难征途后，肖为团队终于成功研制出了兆瓦级氢燃料航空涡桨发动机AEP100。

家门口的“托举”与城市的“撑腰”

如果说技术攻关是“从0到1”的破冰，那么从实验室到跑道起飞，是一场环环相扣的接力。

一个关键支撑来自“家门口”的企业。此次搭载AEP100的SA750U大型无人运输机正是由湖南山河华宇航空科技有限公司（以下简称“山河华宇”）自主研发、山河星航战略协同完成。

彭富霞透露，其实愿意“冒这个险”的飞机平台并不多。原因有二：风险太大，氢燃料发动机全球尚无先例，万一在空中出故障，飞机可能直接报销；改动量太大，谁也不愿意当“小白鼠”。

最终，山河站了出来。

山河华宇研究院工业设计工程师赵轶表示，公司此前就与中国航发动研所有过合作，而这次试飞的无人机平台，原本搭载的就是该所的另一款煤油发动机，接口完全适配。

就这样，一个敢飞，一个敢装。两家株洲企业，共同扛下了“全球首次”的风险与荣光。

株洲市、芦淞区两级政府则是另一块关键拼图。芦淞机场跑道南端的山体偏高，净空障碍物条件不满足试飞任务要求。中国航发动研所报告情况后，政府一周内拿出改造方案，2个月内山体降坡工程完工。“如果没有株洲市、芦淞区政府支持，试飞不可能这么快完成。”肖为感慨。

4月1日到3日，株洲持续暴雨。4月1日晚上11点多，团队还在暴雨中抢做实验——雨大了躲进车里，雨小了出来继续干。

终于等到了4月4日的晴天。飞机平稳落地的那一刻，停机坪上响起了掌声。有人使劲鼓掌、有人偷偷抹泪……1700个日夜的煎熬，在这一刻全部涌了上来。

首飞现场。

“我们所取得的突破，根植于这个时代提供的科研条件，更离不开几代航空人数十年的接续奋斗。正是站在这些‘巨人’的肩膀上，我们才得以在新赛道上实现跨越。”肖为说。

而这一次，他们自己也成了巨人肩膀上那块新的基石。