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通用电气公司请螺旋桨飞机发动机重新出山 减少20%的燃料消耗
发布日期:2023-06-19 15:16:05  稿源:cnBeta.COM

通用电气曾经认为超高效的螺旋桨是航空旅行的未来,直到20世纪80年代末的低油价使油耗下降到优先考虑的清单上。现在,它通过CFM Rise把它们带了回来,螺旋桨好处显而易见:承诺节省20%的燃料。无蜗壳风扇(UDFs),也被称为螺旋桨风扇或开放式转子发动机,最早出现在20世纪70年代。

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在现代人眼里,它们看起来有点奇怪,前面是光滑的机舱和进气口,后面有两组风扇叶片探出到开放的空气中。通常情况下,有很多叶片向后掠过,并且大幅度扭曲。后部叶片的扭曲方向与前部叶片相反;有时它们反转,其他的根本不转,充当可变间距的定子叶片,以帮助流量恢复。

GE白皮书中写道:"航空推进的历史告诉我们,以前在效率方面的所有突破都是通过新技术实现的,这些技术允许更大的风扇尺寸和更高的旁通率。Propfans做到了这两点,其方式是将涡轮螺旋桨的燃油效率与涡轮风扇的速度和性能相结合。"

同时,通用电气公司的历史告诉我们,该公司早在1989年就有了一个即将准备好的螺旋桨发动机,能够以0.84马赫的速度巡航,并承诺比当时流行的涡扇发动机有30%的燃料效率优势。GE36 UDF与斯奈克玛公司合作制造,进入了原型机和飞行测试阶段,但是一旦欧佩克取消石油禁运,燃料价格崩溃,该设计被搁置。

最近,燃料价格非常不稳定,随着航空业面临着高度能源密集型业务去碳化的挑战,推进效率又开始流行起来了。电池和氢气不能完全取代煤油作为能源载体,所以你能从电子中挤出的任何额外里程都变得至关重要。

因此,通用电气再次回到了螺旋桨产品上,通过CFM国际公司(与赛峰飞机发动机公司,前身为斯奈克玛公司)的50/50的合资企业,它在2021年宣布了一种新的UDF客机发动机,名为Rise。

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开放式旋翼设计在空中放置了大量长的、可控制螺距的叶片,将当今涡轮风扇的速度和性能与涡轮螺旋桨的效率相结合。

在过去30多年里,整个行业的效率可能有所提高,但通用电气表示,在一定的能量下,Rise发动机仍应比目前市场上的其他产品多行驶20%的里程。

虽然噪音 - 无论是在机舱内还是在地面上都一直是以前一些螺旋桨设计的问题,但CFM团队说,Rise发动机正在被"验证以满足最严格的......噪音排放要求。"

"该行业不可能在2050年达到净零排放的目标,靠的是燃料效率的现状增量改进,"通用电气航空航天公司工程部副总裁穆罕默德-阿里说。"需要革命性的技术。这就是为什么我们相信开放风扇的时间是现在,这种先进的发动机架构可以释放出CFM有史以来发动机效率的最大跳跃。这得到了我们迄今为止最全面的测试路线图的支持,以证明这些技术在未来的飞行中是成熟的。"

Rise发动机可以安装在客机的尾翼上,而且它在顶部安装的机翼下和较为低矮的机翼上都没有问题。该团队已经与空中客车公司签署了一项协议,一些装配螺旋桨发动机产品的示范机预计"在2020年代中期"飞行。

目前,已有原型机建成,CFM已经在地面进行了约400次测试。与此同时,GE航空航天公司一直在做一些模拟工作,在周五的一份新闻稿中宣布,它正在使用世界上最快的超级计算机。

美国国防部橡树岭国家实验室的Frontier超级计算机每秒可以进行超过五亿次的计算,因此,它正在提供非常详细的计算流体动力学(CFD)模型,研究环境空气将如何在速度和高度上与这些大型螺旋桨互动。

客机业务的创新往往是以蜗牛的速度进行的,近期我们不会期望在商业客机上看到这样的东西,直到2030年代,如果它真的发生的话。

但是,在这个和其他像劳斯莱斯Ultrafan这样的努力之间,当像ZeroAvia和Universal Hydrogen这样的公司把他们的清洁航空动力系统建造、测试和认证到全尺寸的国际客机时,很可能已经有了一种高效的推进技术。

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