助力航空業(yè)實現(xiàn)2050凈零碳目標(biāo)，知易行難，全球航空業(yè)面臨巨大挑戰(zhàn)。2021年，CFM國際*推出可持續(xù)發(fā)動機(jī)革命性技術(shù)驗證項目(RISE)旨在探索可持續(xù)未來飛行。本文摘取了GE航空航天可持續(xù)飛行技術(shù)總經(jīng)理 阿爾揚(yáng)·黑格曼(Arjan Hegeman)與賽峰飛機(jī)發(fā)動機(jī)公司商用發(fā)動機(jī)工程副總裁 德爾芬·迪喬德(Delphine Dijoud)線上研討會的5個關(guān)鍵點(diǎn)，深入探討RISE項目，預(yù)見未來航空。
開放式風(fēng)扇架構(gòu)：從復(fù)古傳奇到未來飛行
還記得80年代極具開創(chuàng)性的GE36發(fā)動機(jī)嗎?作為開放式風(fēng)扇架構(gòu)(又名：無導(dǎo)管風(fēng)扇發(fā)動機(jī))的鼻祖，它的成功試飛不僅驗證了開放式風(fēng)扇的優(yōu)勢，也激發(fā)了業(yè)界對未來航空推進(jìn)技術(shù)的不斷探索。
GE36發(fā)動機(jī)在燃油效率上取得了前所未有的突破，但是它“又重又吵”，在商業(yè)化應(yīng)用和乘客舒適性方面面臨諸多挑戰(zhàn)。時至今日，隨著混合電力、先進(jìn)材料、先進(jìn)冷卻技術(shù)、超級計算機(jī)等尖端技術(shù)的加持，由GE航空航天和賽峰公司2000多名工程師組成的團(tuán)隊，已完成250多項測試，充分印證了可持續(xù)發(fā)動機(jī)革命性技術(shù)驗證項目(RISE)在空氣動力學(xué)性能和噪音表現(xiàn)上均超過預(yù)期。
可持續(xù)發(fā)動機(jī)革命性技術(shù)驗證項目(RISE)開放式風(fēng)扇架構(gòu)渲染圖，來源：CFM國際
RISE項目并非簡單繼承GE36發(fā)動機(jī)的開放式風(fēng)扇設(shè)計，而是在此基礎(chǔ)上完成蛻變，不僅超越了前輩的技術(shù)局限，更不斷驗證航空領(lǐng)域可持續(xù)發(fā)展的可行性，目標(biāo)是較現(xiàn)役最高效單通道發(fā)動機(jī)，減少20%以上的油耗和碳排放。
緊湊型核心機(jī)：小小身材，大大能量
開放式風(fēng)扇固然卓有成效，但要實現(xiàn)減少20%以上的油耗，還要靠一個 “小”家伙——緊湊型核心機(jī)。發(fā)動機(jī)是飛機(jī)的“心臟”，緊湊型核心機(jī)更是“心臟”的“心臟”。輕量級的緊湊核心包裹壓氣和燃燒模塊，搭載先進(jìn)的冷卻系統(tǒng)和耐高溫材料，能出色兼容可持續(xù)航空燃料(SAF)和氫燃料、與混合電力系統(tǒng)精準(zhǔn)匹配、還能通過自適應(yīng)發(fā)動機(jī)技術(shù)提高性能……不要太能打了。
開放式風(fēng)扇、緊湊型核心機(jī)和混合動力技術(shù)效果圖，來源：CFM國際
更高效的發(fā)動機(jī)意味著其需要在更高的氣壓和溫度下運(yùn)行，GE航空航天高度重視其耐久性和安全性。
目前，RISE項目的核心技術(shù)驗證均已完成，黑格曼解釋說：“早在演示發(fā)動機(jī)落地之前，我們就已經(jīng)對組件和子系統(tǒng)進(jìn)行了耐久性測試。”作為重點(diǎn)測試項目，耐久性是衡量部件在維護(hù)或維修之前可運(yùn)行時長的標(biāo)準(zhǔn)。“發(fā)動機(jī)的耐久性和安全性始終是我們工作的首要任務(wù)。”
項目進(jìn)展，拿捏了!
GE航空航天與CFM國際攜手全球科研及政府機(jī)構(gòu)，確保每一個測試環(huán)節(jié)都經(jīng)過嚴(yán)格驗證。截止目前，RISE項目已經(jīng)完成了250多次測試，而且測試進(jìn)度還在持續(xù)加快!
環(huán)保新戰(zhàn)場——非CO?溫室氣體的排放
飛機(jī)劃過天空，留下飛行的足跡，殊不知浪漫的凝結(jié)尾跡是二氧化碳(CO?)、氮氧化物(NOx)以及各種氣溶膠顆粒等的混合體。
RISE項目的工程師和技術(shù)團(tuán)隊在降低非二氧化碳排放方面持續(xù)深耕，該項目的下一代燃燒技術(shù)由最初為GEnx發(fā)動機(jī)研發(fā)的組件拓展而來。此外，GE航空航天近期與美國國家航空航天局(NASA)合作，運(yùn)用先進(jìn)的激光雷達(dá)(光探測與測距)技術(shù)開展開創(chuàng)性的尾跡分析測試，生成三維圖像，提供關(guān)于尾跡形成和行為信息。
下一個十年
RISE項目將在未來十年進(jìn)行地面和飛行試驗，同時CFM國際也正與空客計劃合作，開展搭載開放式風(fēng)扇引擎的飛行演示，并且與飛機(jī)制造商積極合作，通過測試和模擬“優(yōu)化發(fā)動機(jī)與飛機(jī)的集成”迪喬德解釋道。
搭載開放式風(fēng)扇引擎的飛行試驗臺渲染圖，來源：空中客車
從開放式風(fēng)扇到緊湊型核心機(jī)，從全球測試到積極投身應(yīng)對氣候變化挑戰(zhàn)，GE航空航天正以創(chuàng)新為翼，重塑未來飛行!
*CFM國際是GE航空航天與賽峰飛機(jī)發(fā)動機(jī)公司50/50平股合資企業(yè)
（來源：GE航空航天）
