空客公司:让蓝天变绿

2020年3月

詹姆斯·纳顿,自由撰稿人

全球最大的飞机制造商空中客车公司正在制定一系列应对气候变化的举措。其结果将不仅惠及航空业,也惠及其他行业。

2020年2月,空中客车公司展示了MAVERIC飞机(稳健创新控制验证和试验用模型飞机):它的“混合翼机身”比例模型技术样机。与目前的单通道飞机相比,它的颠覆性设计有可能将油耗降低多达20%。(照片:Courtesy of Airbus)

应对气候变化已成为全球航空业的优先目标。据估计,航空业目前占二氧化碳排放量的3%,但随着航空旅行预计每15至20年翻一番,需要现在就采取行动,使未来的航空旅行更加环保。

航空业很复杂,有许多私营和公共部门的参与者,包括商业航空公司、私人飞机运营商和政府机构,还有飞机、发动机、零部件和相关基础设施的制造商和供应商。

知识产权制度促进创新和新技术的开发。首先,通过保护对绿色创新的投资,例如,通过专利授予发明者专有权。第二,通过许可、专利公布、联合研发和其他形式的合作,使技术资产得以传播。

卡斯滕·斯普林格,空中客车公司高级法律顾问

这意味着许可和技术转让发挥着重要作用,确保应对气候变化的创新成果在整个行业内共享。这其中许多创新都有不止用于航空业的应用,通过有效利用知识产权,可以在完全不同的领域向其他公司许可授权。

空中客车AlbatrossOne(“信天翁一号”)样机的灵感来自传奇海鸟信天翁,这种鸟不用拍打翅膀就能飞行数百公里。这款样机是第一架在飞行中试验自由拍打式翼尖的飞机,由此可以减少阻力,对抗湍流和阵风的影响,为未来制造更轻的飞机奠定基础。 (照片:Courtesy of Airbus))

作为全球最大的飞机制造商,空中客车公司在全球范围内生产民用和军用飞机,在帮助行业开发支持环境目标的新技术并进行商业化的方面处于领先地位。正如公司在网站上所说:“飞行的未来是电动、自主和零排放。在空中客车公司,我们认为创新有助于构建更具可持续性的世界。通过采取非常规的方法应对现今的挑战,我们可以打造未来的可持续航空业。”

空中客车公司已经为降低新机型噪音和排放的进步做出了贡献。例如,与前几代飞机相比,A350 XWB飞机减少了25%的燃油消耗和二氧化碳排放。同样,A330neo与同等级的前几款机型相比,将平均每个座位的燃油消耗降低了25%。

空中客车公司正在利用新兴技术开辟未来的飞行。通过测试颠覆性的飞机配置,空中客车公司能够评估其作为未来产品的可行性。

让-布里斯·杜蒙,空中客车公司工程部执行副总裁

展望未来,空中客车公司正在投资于多个研发领域,例如:清洁技术(包括电力)、材料和解决方案。结果有可能带来航空业的地震。在2020年2月的新加坡航展上,公司展示了一件技术样机比例模型(2米长,3.2米宽),它用于一种称为MAVERIC稳健创新控制验证和试验用模型飞机)的流线形飞机。与目前的单通道飞机相比,新机型的混合翼设计可以减少20%的碳排放。公司工程部执行副总裁让-布里斯·杜蒙在为MAVERIC揭幕时说:“空中客车公司正在利用新兴技术开辟未来的飞行。通过测试颠覆性的飞机配置,公司能够评估其作为未来产品的可行性。”他补充说,“我们需要这些颠覆性的技术来应对我们的环境挑战。它是下一代飞机,我们正在研究选择方案。”据他表示,MAVERIC可能“有助于改变飞机结构,为航空业创造一个环境可持续的未来。”

你知道吗?

在过去的50年里,航空业已经:

  • 将平均每座位/公里的燃油消耗和二氧化碳排放量减少80%以上;
  • 减少90%的氮氧化物排放;
  • 降低了75%的噪音。

到2036年,空中交通将以每年4.4%的速度增长,而且必须建造3.5万架新飞机来满足空中旅行增长的需求(《空中客车全球市场预测》)。

空中客车公司自2010年以来一直在开发电动和混合动力系统,并于2017年11月与罗尔斯-罗伊斯合作推出了混合动力样机 E-Fan X。(照片:Courtesy of Airbus)

让航空业可持续发展

依照2015年联合国气候变化会议(《巴黎协定》)中列出的承诺,航空运输行动小组(ATAG)作为促进可持续增长的独立全行业机构,提出了三个环境目标。第一个目标是从2009到2020年,每年将全球机队的燃油效率提高1.5%。这一目标已经实现,在此期间二氧化碳排放量减少了2%以上。第二个目标是通过碳抵消措施,从2020年开始限制二氧化碳净排量,第三个目标是确保2050年的二氧化碳排量降到2005年的一半。

这些目标由气候行动的五大支柱支撑:技术创新、运营改进、基础设施效率、可持续航空燃料和抵消二氧化碳增长的市场措施。

知识产权对于实现这些目标具有重要作用,特别是可以促进新技术的开发,以提高飞机的效率和探索替代燃料的使用。

正如空中客车公司高级法律顾问卡斯滕·斯普林格所说:“知识产权制度促进创新和新技术的开发。首先,通过保护对绿色创新的投资,例如,通过专利授予发明者专有权。第二,通过许可、专利公布、联合研发和其他形式的合作,使技术资产得以传播。”

“空中客车公司认为现有知识产权制度已经做好激励绿色创新的准备。在现有的知识产权制度下,知识产权战略可以很好地适应支持环境/绿色环保的目标,”斯普林格先生说。他补充说,知识产权对于不同产业利用创新也很重要,“特别是对于可持续技术,知识产权能够让全球不同行业和产业获得这些技术。”

创新领域

空中客车公司是一家极具创新性的公司,每年的研发预算约有20亿欧元,2019年自筹的研发投资总额达到34亿欧元,在全球有1千多名科学家和研究人员。公司总共持有约3.7万项专利,涉及广泛的技术领域。“空中客车公司在绿色创新领域的许多技术开发都是通过专利予以保护,”斯普林格先生说。

公司目前的重点领域包括:

可持续航空燃料(SAF):空中客车公司正在研究如何将煤油替代成使用可再生能源的合成燃料。这种燃料可以由回收材料制成,如用过的食用油、农业残留物或城市垃圾,可以减少80%的二氧化碳排放。自2016年以来,公司已在图卢兹(法国)、莫比尔(美国)和汉堡(德国)交付以可持续航空燃料提供动力的飞机。2018年9月,空中客车公司成为国际氢能委员会的第一个行业成员。2019年12月,公司开始采用可持续航空燃料满足其工业运输需求。

电动和混合动力:空中客车公司自2010年以来一直在开发这些系统,并于2017年11月与罗尔斯-罗伊斯合作推出了混合动力样机E-Fan X。预计首航将在2021年。空中客车公司还开发了两种垂直起降样机,一种叫Vahana,是一种全电动单座倾斜翼飞行器,迄今已试飞了80多次;另一种叫CityAirbus,是一种全电动四座直升机,于2019年5月首飞。也许它们就是未来的自动驾驶出租车?2018年,公司的太阳能高空伪卫星无人机Zephyr创下飞行器最长飞行时间记录。公司承诺在全球范围内带来国防、人道主义和环境事务的革新。

新型节能环保材料:空中客车公司正在考虑多种材料,包括轻质和功能性复合材料,如碳纤维增强塑料(CFRP),这种材料有更好的抗疲劳和耐腐蚀性能,因此使用寿命比传统金属材料更长,并能显著减轻重量和节油。公司还在寻找生物来源的材料,如蜘蛛丝(它比钢更坚固,比Kevlar纤维更坚韧,而且重量极轻),这有望带来航空航天设计的革命。公司还在试验先进的表面和涂层与超高温材料和陶瓷。这些新的表面和材料,如碳化钨涂层和新的金属合金,可用于关键的飞机部件,如压缩襟翼垫和涡轮叶片,以提供更高的效率和取代破坏环境的材料。

与合作伙伴合作

除了可观的内部研发,空中客车公司还通过建立研究和技术伙伴关系,与多种组织合作,公司认为这是一种加速和传播创新的途径。这种伙伴关系的例子有:

“清洁天空”计划是一项欧洲倡议,旨在推动航空研究和创新,提高航空运输的生态效率,并增强欧洲航空业的竞争力。计划旨在促进技术开发,以降低噪音、二氧化碳和气体排放。空中客车公司作为计划的主要参与者,正在带领开发多项尖端技术,以实现既定的环境目标。其中包括:

UltraFan(“超扇”)发动机,与罗尔斯-罗伊斯的合作项目。与罗尔斯-罗伊斯的第一代Trent(“遄达”)发动机相比,UltraFan的燃油效率提高了25%。空中客车公司和罗尔斯-罗伊斯正致力于组装用于飞行测试的UltraFan样机(由“清洁天空”计划共同资助的项目),以期将发动机组装到未来的飞机上。

BLADE(“刀锋”,欧洲突破性层流飞机样机)。空中客车公司在这个项目上带领一个由20多个合作伙伴组成的团队。BLADE更改了机翼的形状、材料和表面,减少了高达50%的阻力,从而改变了商业航空。该项目也是“清洁天空”计划的一部分。

明日之翼:空中客车公司在全球最大的研究项目是全行业伙伴关系的产物,旨在为碳翼创造革命性的新结构和系统架构。信天翁是一种传奇的海鸟,与所有其他鸟类不同,它能在不拍打翅膀的情况下飞行数百公里。这个项目试图模仿信天翁的飞行技术,设计出更轻、更省油的飞机。

MOZAIC:空中客车公司还与六家航空公司(汉莎航空、中国航空、法国航空、伊比利亚航空、国泰航空和纳米比亚航空)一起参与空中客车在役飞机的臭氧测量(MOZAIC),为七架宽机身飞机配备测量设备,以获取臭氧、水蒸气和一氧化碳浓度等数据。

空中客车公司正在考虑一系列新的复合材料,如CFRP(碳纤维增强塑料),它比铝轻,比铁坚固,比两者都更耐腐蚀。图中,飞机部件正在通过编织碳纤维的高科技编织机组装到位。(照片:Courtesy of Airbus)

在与伙伴的合作中,空中客车公司可以利用自己的专利和其他知识产权,卡斯滕·斯普林格说:“在电力推进领域,公司在与研发伙伴的交易中,利用知识产权来创造互补的使用领域,例如授予空中客车公司航空运输的使用权,授予合作伙伴地面运输的使用权。这为其中一些技术所需的大量投资提供了支持,并促进了结果的广泛传播。”

此外,他补充道,知识产权也可以许可给其他行业,以确保创新的潜力得到充分开发:“我们已经利用许可协议,将空中客车公司原创开发的用于航空航天应用的技术提供给绿色行业,如风能行业。”

不断发展的知识产权战略

不同的知识产权使用手段意味着,对于所能带来的益处,没有简单的答案,斯普林格先生说:“实际上有数百种使用环境可以[表明]一家公司如何利用知识产权。所带来的益处总是取决于知识产权权利人的目标。”他补充说,“在创新促进绿色未来的背景下,我们预计全球变暖和环境问题可能会促发知识产权战略的发展和调整,以支持实现绿色技术领域参与者的技术、环境和政治目标。”

《WIPO杂志》旨在增进公众对知识产权和产权组织工作的理解,并非产权组织的官方文件。本出版物中所用的名称及材料的呈现方式,不意味着产权组织对于任何国家、领土或地区或其当局的法律地位,或者对于其边界或边界线的划分,表示任何意见。 本出版物不反映成员国或产权组织秘书处的观点。 提及具体公司或具体厂商的产品,不意味着它们得到产权组织的认可或推荐,认为其优于未被提及的其他类似性质的公司或产品。