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【行业新闻】欧洲资助推进混合动力和水增强涡扇技术的验证

 两机动力控制 2022-11-30 发布于北京

导读据空客官网11月29日报道,在欧盟清洁航空联合计划(简称清洁航空)的支持下,一群航空航天技术公司宣布成立合作联盟,为未来的飞机推进系统开发混合动力和水增强涡轮风扇技术。

德国MTU Aero Engines AG (MTU)、美国普惠、Collins Aerospace (Collins)、GKN Aerospace、空客等公司旨在证明这些技术在提高燃油效率和减少飞机碳排放的潜力,预计与当今的技术相比最多提升燃油效率25%,并且可以应用在中短程飞机推进系统中,该联盟由 德国MTU 航空发动机公司牵头协调。

这个包含混合动力的可持续注水涡轮风扇 (SWITCH,Sustainable Water-Injecting Turbofan Comprising Hybrid-Electrics) 项目专注于开发一种新颖的推进系统概念,该概念由两种革命性的技术协同构建:水增强涡轮风扇 (WET) 技术和混合电动技术。通过将这些技术与普惠现有的GTF齿轮传动涡扇发动机架构相结合,SWITCH 项目概念旨在显着提高效率并大幅减少飞机整个运行范围内的排放。作为 SWITCH 项目的一部分,开发的技术将与更清洁的替代燃料(例如可持续航空燃料SAF)完全兼容,并将对未来使用氢燃料进行评估。

“这个极具影响力的 SWITCH 联盟提供了一个独特的机会来展示水增强涡轮风扇和混合动力推进技术的优势,不是完全独立的,而且是作为系统的一部分。”MTU公司工程和技术高级副总裁斯特凡·韦伯(Stefan Weber)博士表示:“水增强涡轮风扇技术可以为未来的飞机推进系统提供了显着的效率提高和减少所有排放,无论这些发动机是采用传统煤油、SAF 还是氢燃料。由于该概念基于燃气涡轮发动机,水增强涡轮风扇技术概念充分利用了 MTU 的专业知识。”

基于GTF发动机的混合动力系统总成将通过利用高效兆瓦级电动发电机、电力电子设备和电池来优化燃油燃气涡轮发动机的性能,从而在飞行的所有阶段实现更高的效率。水增强涡轮风扇概念的主要思想为:从发动机排气中回收水蒸气并将其重新注入燃烧室,以显着提高燃油效率、减少氮氧化物排放并减少尾迹形成排放。这些革命性的技术旨在协同工作,在整个操作系统中实现排放和能源使用的逐步减少,同时保持世界一流的可靠性和可操作性。

普惠公司工程与技术高级副总裁杰夫-亨特(Geoff Hunt)表示:“该项目将使我们能够推进我们路线图上的几项关键技术,以进一步提高 GTF 发动机架构的效率。鉴于减少航空对环境影响的挑战,跨行业合作和清洁航空等公私伙伴关系将在实现净零排放航空所需的技术突破方面发挥至关重要的作用。”

空客将提供与未来飞机级 SWITCH 技术集成相关的关键专业知识,并将支持性能优势评估,包括飞机设计以及电池和能源管理系统的集成。空客公司首席技术官萨宾·克劳克(Sabine Klauke)表示:“新的推进技术以及新的飞机设计和可持续能源将在实现航空业的净零排放目标方面发挥重要作用,我们很高兴有机会合作并推进对下一代先进动力总成概念的研究。”

柯林斯将为该项目提供兆瓦级电动发电机和电力电子设备、高压直流配电和保护、热管理组件和机舱架构。“混合电力推进技术是提高多种不同飞机应用效率的关键推动因素,从先进的空中机动性到商用客机,”柯林斯航空航天公司工程与技术高级副总裁毛罗·阿塔拉(Mauro Atalla)表示。“与欧盟清洁航空委员会和 SWITCH 联盟合作,我们将利用我们位于法国、德国、爱尔兰、意大利和英国的最先进设施,加速开发这些关键技术。”

GKN宇航公司将开发具有全新功能的各种发动机结构,例如集成电机和热交换器。“我们很高兴能在 SWITCH 项目中进行合作,并帮助解决在高度先进的推进系统中围绕热能和电力管理中的许多激动人心的机遇和挑战,”GKN 宇航公司瑞典全球技术中心副总裁亨里克·朗内马尔姆(Henrik Runnemalm)表示。“我们将利用我们在瑞典特罗尔海坦的独特热试验台,以及我们在荷兰的 GKN Fokker 业务开发的高压电线。”

目前对 SWITCH项目第一阶段的资助将延长至2025年,将包括混动 GTF 发动机测试、WET 技术和子系统实验室测试,以及围绕集成混合电动和 WET 循环推进系统的设计活动。在成功测试这些关键技术和部件设计后,预计将进行进一步的地面测试和飞行测试。

清洁航空是由欧盟委员会、航空航天业和研究机构共同资助的公私合作伙伴关系,致力于推进变革性飞机技术,这将有助于到 2050 年实现航空净零排放。该项目将是由英国研究与创新中心支持,并将利用欧洲和美国 11 个国家的多家航空航天公司、大学和研究机构之间的合作。

参与机构名单及地点:MTU Aero Engines(德国、波兰)、普惠公司(美国、波兰)、空客(法国、德国、西班牙、英国)、Collins Aerospace(法国、德国、爱尔兰、意大利、英国、美国)、GKN Aerospace(瑞典、荷兰)、塞萨洛尼基亚里士多德大学(希腊)、查尔姆斯理工大学(瑞典)、DLR 德国航空航天中心(德国)、斯图加特大学(德国)。

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