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在田納西州納什維爾舉行的美國國防制造會(huì)議上,美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室(NRL)的研究人員Kevin Cronin和Drew Rodgers獲得了用于無人機(jī)系統(tǒng)(UAS)的輕型氫燃料電池的技術(shù)成就獎(jiǎng)。
美國國防部(DOD)迫切需要為持久的情報(bào)、監(jiān)視和偵察(ISR)以及用于通信和目標(biāo)的射頻(RF)源傳輸增加功率和續(xù)航力。
氫燃料電池也非常適合低特征應(yīng)用,因?yàn)樗鼈兺ㄟ^電化學(xué)反應(yīng)提供能量,因此與內(nèi)燃機(jī)相比,運(yùn)動(dòng)部件更少,工作溫度更低。副產(chǎn)品是水,它支持減少碳排放的倡議。
戰(zhàn)術(shù)電子作戰(zhàn)部(TEW)車輛研究部門的Rodgers說:“我利用了十多年的燃料電池經(jīng)驗(yàn),開發(fā)了許多組件組裝、壓縮和包裝所需的機(jī)械設(shè)計(jì)。”TEW車輛研究部門與材料部門有著悠久的合作歷史,幫助開發(fā)、制造、集成和測(cè)試我們無人駕駛載具中的先進(jìn)動(dòng)力和能源系統(tǒng)。這當(dāng)然是多年來多方努力的結(jié)晶,將為現(xiàn)在和未來的作戰(zhàn)人員提供更好的能力。”
商用的無人機(jī)氫燃料電池目前在軍事領(lǐng)域的性能不足。目前還沒有一家美國供應(yīng)商能夠生產(chǎn)1-3KW量級(jí)的輕型燃料電池,這留下了一個(gè)關(guān)鍵的制造技術(shù)差距,阻礙了燃料電池供電的無人機(jī)進(jìn)行射頻監(jiān)視。
美國國防部長(zhǎng)辦公室(OSD)制造科學(xué)與技術(shù)計(jì)劃(MSTP)建立了一個(gè)成熟的燃料電池系統(tǒng)來填補(bǔ)這一空白,以及一個(gè)國內(nèi)燃料電池制造基地。除了無人機(jī)之外,還出現(xiàn)了其他螺旋式發(fā)展,允許在各種應(yīng)用中聯(lián)合實(shí)施這種燃料電池技術(shù)。
Cronin說:“通過利用氫作為能源,海軍陸戰(zhàn)隊(duì)可以讓他們的無人機(jī)系統(tǒng)飛行更長(zhǎng)時(shí)間,發(fā)電機(jī)運(yùn)行更安靜。這些優(yōu)勢(shì)支持持續(xù)的情報(bào)、監(jiān)視和偵察,并減少遠(yuǎn)征先進(jìn)基地行動(dòng)的碳足跡。”

NRL的燃料電池研究由OSD MSTP、海軍研究辦公室(ONR)、海軍空戰(zhàn)中心飛機(jī)分部(NAWCAD)和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)遠(yuǎn)征能源辦公室(USMC E20)資助。
“我們之所以能夠證明這種可制造的燃料電池如此重要,是因?yàn)榕cNAWCAD的合作,他們既促進(jìn)了燃料電池的成熟,又將其集成到潛行者無人機(jī)中,”Cronin說。“來自O(shè)NR的贊助也至關(guān)重要,無論是對(duì)MSTP項(xiàng)目之前的早期應(yīng)用研究,還是對(duì)最初的FY22氫小單元電源(H-SUP)項(xiàng)目。最后,USMC E2O已經(jīng)從ONR手中接過火炬,現(xiàn)在正在為新的和改進(jìn)的H-SUP提供資金,直至2024財(cái)年及以后。”
“作為海軍的企業(yè)研究實(shí)驗(yàn)室,NRL在化學(xué)和物理科學(xué)方面進(jìn)行世界級(jí)的基礎(chǔ)、應(yīng)用和發(fā)展研究,并創(chuàng)新新的概念、材料和能力,以增加美國海軍的力量并實(shí)現(xiàn)其優(yōu)勢(shì),”NRL化學(xué)部門主管John N. Russell博士說。“輕型氫燃料電池用于無人機(jī)系統(tǒng)的研究、開發(fā)和演示是可能的,這要?dú)w功于NRL強(qiáng)大的合作文化,多學(xué)科研究,利用了替代液體燃料和無人系統(tǒng)材料方面的深厚科學(xué)和工程基礎(chǔ)。”
關(guān)于NRL(U.S. Naval Research Laboratory)
NRL是一個(gè)科學(xué)和工程指揮部,致力于研究推動(dòng)美國海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)從海底到太空和信息領(lǐng)域的創(chuàng)新進(jìn)步。NRL位于華盛頓特區(qū),主要辦公場(chǎng)所位于密西西比州的斯坦尼斯航天中心和佛羅里達(dá)州的基韋斯特;該機(jī)構(gòu)擁有約3000名文職科學(xué)家、工程師和支持人員。
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