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导读：据gulfnews网站11月22日报道，在过去1年里，航空发动机制造商GE公司不断阐述其对未来航空发动机技术发展的思路，预计未来10年将进行的多次地面和飞行试验将寻求新的突破性技术，用于可能在2030 年代中期投入使用的下一代商用飞机发动机。
先进的发动机架构，如开式风扇、混合电动推进系统和新型紧凑型发动机核心机设计，这些都可能在未来几年的试验台上展示，从而成为2023及以后的重点关注项目。 除了研究新的发动机技术外，GE公司也努力支持将目前成熟的航空发动机进一步脱碳，包括增加替代燃料的使用和可用性，例如可持续航空燃料 (SAF) 和氢气。革命性技术和替代燃料都可以在实现航空业到 2050 年商业飞行净零碳排放的长期气候目标方面发挥关键作用。 开式风扇和 CFM RISE项目 如果你问 GE 的总工程师克里斯·洛伦斯（Chris Lorence），他的回答是：现在是研究开式风扇发动机的时候了！为什么？自 GE 在 1980 年代首次试飞无机匣风扇以来，采用单级旋转碳纤维复合材料风扇叶片和固定式出口导叶等新方法，已经可以使开式风扇发动机的设计变得更简单、更轻。 开式风扇设计是 CFM国际公司的先进发动机架构之一，该公司是 GE 和 法国赛峰飞机发动机公司各占50%股份的合资公司，目前正在通过 CFM RISE 项目进行探索。去年 6 月，两家母公司共同启动了 RISE 计划，目标是与当今最高效的发动机产品相比，燃油消耗仍能减少 20% 以上，二氧化碳排放量减少 20% 以上。作为 RISE 计划一部分的成熟技术将作为下一代 CFM 发动机的基础，该发动机可能在 2030 年代中期问世。该计划的核心是最先进的推进效率。 混合动力——它在 GE 的 DNA 中 甚至在美国国家航空航天局于 2021 年 9 月宣布选择 GE 为其电气化动力总成飞行演示 (EPFD，) 计划之前，GE 已经在推进飞机和发动机系统电气化方面开展了十多年的工作。在那段时间里，GE 工程师开发了混合动力系统的各个组件，包括电机、发电机和电源转换器。 现在，这家喷气发动机制造商和飞机系统公司将利用其在实验室中学到的有关制造集成电机的知识，并准备好进行计划于 2020 年代中期进行的地面和飞行测试。 通过与美国NASA合作的总计 2.6 亿美元的项目，GE 将一个兆瓦级混合动力系统变得技术成熟，以展示使用改进的 Saab 340B 试验台和 GE 的 CT7-9B 涡桨发动机的单通道飞机的飞行准备情况。GE公司正在与波音公司合作，波音公司将支持该项目的飞行测试，并已选择英国 BAE Systems公司来设计、测试和供应能源管理组件。 电气化工作利用了 GE 航空、GE发电和研究机构的能力。GE公司的联合创始人爱迪生（ Thomas Edison）于 1882 年创建了第一个电网，如今，GE 的电力设备产生了全世界三分之一的电力。 更小的核心机，更高的效率 CFM 国际公司的 RISE 计划正在研究的一项使能技术是紧凑型发动机核心机。在 2021 年底与美国NASA宣布的另一个价值数百万美元的项目中，GE 获得了测试和成熟化新喷气发动机核心机设计的合同，包括高压压气机、燃烧室和高压涡轮技术，以提高热效率。陶瓷基复合材料这种先进的耐热材料的持续开发也是提高燃油效率从而减少排放的关键部分。GE 预计这项努力将在本十年晚些时候进行地面测试。 可持续航空燃料 (SAF) 12 月 1 日，美国联合航空公司在两台 CFM LEAP-1B 发动机中的一台上使用 100% SAF 运营了第一架客运航班。但从芝加哥飞往华盛顿特区的机上 100 多人并不是这次飞行的唯一独特之处。正如 GE 的燃料工程负责人古尔汉·安达克（Gurhan Andac）所解释的那样，历史性的飞行对于将 SAF 提高到当前 50% 的混合限制之上的努力也很重要。 目前，获准使用的 SAF 是石油基 Jet A 或 Jet A-1 燃料与 SAF 组分的混合物，最大混合限值为 50%。安达克主持了一个国际工作组，负责制定标准化行业规范，支持直接采用100% SAF，不需要与传统喷气燃料混合。 安达克认为：“过去还有使用其他 100% SAF 燃料的飞行试验，包括使用 GE 和 CFM 发动机，但在这次飞行中，我们能够将两种不同的 SAF 燃料类型混合在一起，以获得全机队和基础设施兼容的直接100%SAF燃料。我们从这次飞行中学到的是，实际上可以将两种截然不同的 SAF 类型混合在一起，以获得完全兼容的可持续合成 Jet A燃料，以替代传统 Jet A。” 这种“Drop-in “兼容意味着无需更改发动机或基础设施即可直接使用燃料，而 Drop-in SAF 今天可用于航空设备。 GE 已经计划在今年及以后进行更多 100% SAF 的试飞，包括在最近的迪拜航展上与阿联酋航空和阿提哈德航空宣布的计划。今年最近一次，GE 使用 100% SAF 成功完成了其 Passport 远程公务航空发动机的地面测试。Passport 发动机今天可以在经批准的 SAF 下运行，最近的测试表明该发动机能够在 100% SAF 下运行。 事实上，今天和未来，所有 GE 和 CFM 国际发动机都可以使用经批准的 SAF 运行，SAF 由替代原料和工艺生产，与石油基燃料相比可降低发动机全生命周期碳排放。 开创性的氢燃烧 今年 2 月宣布的 CFM 和空客公司正在合作开展氢气示范计划的消息，将部分借鉴GE在陆基燃气涡轮机中使用氢燃料的经验。GE 在混合氢燃料（包括航改燃气轮机）方面拥有超过 800 万小时的运行经验。 CFM 的 RISE 计划和空客的 ZEROe 计划结合了在本十年中期对燃氢发动机进行飞行测试的计划。目标是对以氢为燃料的直燃发动机进行地面和飞行测试，为到 2035 年投入使用的零排放飞机做准备。 CFM 将修改 GE Passport 涡扇发动机的燃烧室、燃料系统和控制系统，以使用氢气运行。选择该发动机是因为它的物理尺寸、先进的涡轮机械和燃料流动能力。它将沿着飞行试验台的后机身安装，以允许发动机排放（包括尾迹）与为飞机提供动力的发动机排放分开监测。CFM 公司将在 A380 飞行测试之前执行广泛的地面测试计划。 GE航空集团副总裁兼工程总经理穆罕默德·阿里表示：“我们将试飞改进后的发动机，以学习可能的艺术并证明这些技术，燃氢更难吗？是的。可行吗？绝对地可行。我们正在积累丰富的经验，实际上我对我们为应对这些挑战所做的发明感到非常鼓舞。” 相关阅读： 【行业新闻】使用氢气-天然气混合燃料的GE燃气轮机在COP27上展示亮相 原创文章，转载请注明来自@两机动力控制 |
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