在航天航空领域，有一个看似普通却又至关重要的“神器”——液氢储罐。

从将人类送上月球的"土星五号"火箭，到我国最新研制的长征五号运载火箭；从实验室里的首次突破，到如今无人机翱翔蓝天，这个必须在零下253℃工作的"能量宝盒"，正在以惊人的方式改变着人类探索天空的轨迹。

液氢储运的"极寒进化史"

1、起源

20 世纪中叶，随着人类探索太空的步伐加快，传统的化学燃料已无法满足航天飞行器对高能量密度燃料的需求。美国率先开启液氢燃料研究，并于1954年，在海军实验室首次成功将液氢用作火箭推进剂，奠定了这一技术的应用基础。  

2、各国历史记录

1967年，采用液氢-液氧作为推进剂的美国“土星五号”火箭首次成功发射。液氢的使用使得“土星五号”能够将重达118吨的阿波罗飞船送往月球，创造了人类航天史上的奇迹。

苏联研发的质子号运载火箭，部分型号也采用了低温液态氢作为推进剂，用于发射大型航天器和空间站组件。

1971 年，我国成功研制出首台液氢液氧火箭发动机试验台，标志着我国在低温液态氢储运技术研究方面迈出了重要一步。此后，我国的长征系列火箭开启了不断技术改进与升级的征程，部分型号开始采用低温液态氢作为推进剂，其中长征五号运载火箭就是我国新一代大型运载火箭的杰出代表。它的芯一级和芯二级均采用液氢-液氧推进剂，具备强大的运载能力，其近地轨道运载能力可达25吨，地球同步转移轨道运载能力可达14吨。长征五号的出现，让我国运载火箭的整体技术水平跻身世界先进行列，充分彰显了我国在低温液态氢储运技术方面取得的卓越成就。

3、技术的成熟与完善

我国在氢气液化技术方面，研发出了更为高效的制冷循环系统和设备，降低了氢气液化过程中的能耗。例如，采用多级制冷循环和混合工质制冷技术，能够更有效地将氢气冷却至液化温度，同时减少能源消耗。

在储存容器方面，不断改进绝热材料和容器结构设计，提高容器的绝热性能和可靠性。早期的液氢储存容器存在热量泄漏较大、氢气蒸发损失严重等问题，经过多年的研究和改进，新型的多层绝热结构和真空绝热技术被广泛应用，大大减少了热量传入，降低了氢气的蒸发损失。

在输送系统方面，研发出了高精度的低温阀门、管道和泵等设备，确保液态氢在输送过程中的稳定性和安全性，能够精确控制液态氢的流量和压力，满足火箭发动机的工作需求。

液氢无人机首飞案例

2024年7月，我国成功研制出首架液氢动力无人机样机并完成首飞，这是液氢应用于低空飞行器的突破性成就。这架无人机的燃料电池系统和低温液氢储罐，是西安交通大学和相关企业携手打造的智慧结晶。

根据中国民航网的消息，2025年1月，全球首例吨级液氢动力 eVTOL 试飞成功，作为我国首架试飞成功的吨级液氢电动垂直起降无人机，单次飞行续航超过1000公里，载重 120-160 公斤，可执行长距离运输任务，大幅减少中转次数，此次国内首架吨级液氢电动垂直起降无人机试飞成功，充分证明了液氢在大载重航空应用中的潜力与可行性，填补了国内空白。

液氢飞机如何"氢"装上阵？

2021年，航天科技集团六院101所研制的我国首套氢液化系统调试成功；2021年，我国首座液氢油电综合供能服务站浙江石油虹光（樱花）液氢油电综合供能服务站竣工，为氢燃料电池汽车的推广提供了基础设施支持；2024年，中国科学院理化技术研究所研制的国内首套5吨/日级大型氢液化系统在北京满负荷测试调试成功。

液氢储存的低温挑战

液氢的沸点极低，仅为-253℃，这意味着要实现液氢的有效储存，必须构建一个能够维持如此极低温条件的特殊环境，如同为其打造一个超低温的“庇护所”。这一要求极大地增加了储存技术的复杂性和成本，成为液氢大规模应用道路上的重大阻碍。

在液氢储存过程中，保持稳定的极低温环境是一项关键任务。任何温度的波动都可能导致液氢蒸发，不仅造成能源的浪费，还可能引发安全问题。为了应对这一挑战，科学家们如同无畏的先驱者，不断探索创新的解决方案。他们深入研究低温物理、材料科学等多个领域，致力于开发高效的隔热材料和先进的制冷技术，以减少热量的传入，提高液氢储存的稳定性。

液氢储罐，这个航天航空领域的“能量宝盒”，正以它独特的魅力和无限的潜力，引领着我们走向一个更加美好的航空未来。在未来的天空中，一架架采用液氢燃料的飞机和无人机将轻盈地掠过天际，它们不仅具备速度快、航程远的优势，更能实现真正的绿色环保飞行......

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