氢能客机低温液氢储罐装机环境适应性研究进展

doi:10.7527/S1000-6893.2024.29870

Abstract

Abstract:

In recent decades， zero-emission hydrogen-powered aircraft have once again become the focus of attention， offering an important path to solving the global warming problem. Currently， short- or medium-range hydrogen-powered narrow-body aircraft under development typically use cylindrical tanks to store liquid hydrogen and integrate the liquid hydrogen storage tanks into the rear fuselage of the aircraft. These tanks must be able to fulfill all intended functions and performance under various environmental conditions encountered during their life cycle. This paper first provides a systematic literature review of the development history and introduces the future trends of hydrogen-powered aircraft. Then， it sorts out the requirements for the installation environmental adaptability of the aft fuselage liquid hydrogen storage tank and the environmental factors to be considered in the design stage of the tank， meanwhile proposing the aspects that need special attention in the design of the non-pressurized area of the aft fuselage and the installation structure of the storage tank. Finally， combining with the existing hydrogen safety standard system for hydrogen fuel cell vehicles， it discusses the development of the hydrogen safety standard system architecture for future hydrogen-powered aircraft， and summarizes and predicts the design requirements for the environmental adaptability of the tanks in the aft fuselage and the installation structure of the tanks to provide technical support for the design of the liquid hydrogen storage system of hydrogen-powered aircraft.

Key words: hydrogen-powered aircraft, cryogenic liquid hydrogen tanks, environmental adaptation, hydrogen safety standards, tank installation structures

CLC Number:

V223

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Figures/Tables 34

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Performance requirements for vehicle-mounted hydrogen sensors

参数	性能
测量范围	氢气的体积浓度在1%~4%之间
误差	$±$ 10%
响应时间/s	$<$ 2
工作温度/℃	-40~+85

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3	SAE-AIR-7975	飞机燃油系统设计指南
4	SAE-AIR-7765	氢燃料电池在机载应用中的考虑因素
5	SAE-AIR-6464	氢燃料电池飞机的燃料电池安全指南
6	SAE-J2579	燃料电池和其他氢能汽车燃料系统标准
7	SAE-AS6858	在大型民用飞机上安装燃料电池系统
8	ANSI/AIAA G-095-2004	氢气和氢气系统安全指南
9	ISO/TS-15916	氢气系统安全的基本考虑因素
10	HB-6167-2014	民用飞机机载设备环境条件和试验方法
11	RTCA/DO-160G	机载设备的环境条件和测试程序
12	EUROCAE/ED-14G	机载设备的环境条件和测试程序
13	CCAR/FAR-25.561	应急着陆情况
14	CCAR/FAR-25.1309	设备、系统及安装
15	CCAR/FAR-25.963	燃油箱

类别	高度/m
A	4 600
B	7 620
C	10 700
D	15 200
E	21 300
F	16 800

环境试验	试验温度/℃
低温工作温度	-55
高温工作温度	+70
低温短时工作温度	-55
高温短时工作温度	+70
地面耐受低温	-55
地面耐受高温	+85

Research progress in installation environment adaptability of cryogenic liquid hydrogen tanks for hydrogen-powered aircraft

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Figures/Tables 34

References 190

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