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洁净天空:更洁净的发动机
2008-06-02

[据英国《飞行国际》2008年5月27日报道] 欧洲“洁净天空”计划的可持续绿色发动机综合技术验证机项目的目标是评估、设计、制造并测试多达5种的全尺寸发动机验证机,该发动机将适用于包括窄体、宽体、支线飞机及旋翼机在内的多种飞机。

  该项目将获得4.21亿欧元(合6.4亿美元)经费,由欧盟委员会和行业各出一半。作为项目领导者的罗·罗和赛峰(Safran)总共需要2.06亿欧元,其中一半由欧盟委员会提供。同时计划的4个主要参与公司Avio、MTU、ITP和Volvo共分配到1.03亿欧元,剩下的1.02亿欧元将被指定拨给在今年下半年将要举行的公开征集中所确定的其他欧洲参与者。该项目的目标涉及欧洲航空研究咨询委员会所设定的4个环境挑战中的3个:降低50%的油耗和CO2排放,降低50%的外部可感噪声,以及减少80%的NOx排放。

  项目的参与者将鉴别并选择比较有前途的技术,其中很多都是现有研究项目的一部分,然后将这些技术发展到成熟水平,这样在为期7年的综合技术验证机项目的后半段得到的原型机就能够在现实的操作环境中进行验证。项目结束时的目标是提交能够“直接用于”未来发动机项目的成熟技术。

  在可能的5种发动机验证机中,初期的焦点集中在由项目的联合领导者罗·罗和赛峰在他们的建议中所提倡的开式转子桨扇发动机上,另外罗·罗仍在继续提高其享有专利的三轴涡扇发动机构型的效率。

  罗·罗公司发言人Nick Peacock说:“公司并没有打算放弃三轴概念,特别是对用于高速洲际飞机的大型发动机。不过(对于小型发动机)仍有其它具有潜力的结构形式需要进行研究,其中开式转子无疑是当前最引人注目的方案。开式转子的评估工作正在全速开展,而且数年之内我们都不会就启动第二种验证机(很可能是一种三轴涡扇发动机)作出决定,这需要依靠开式转子试验所得到的结果。”

  Peacock表示他们提出的开式转子具有反向旋转的叶片组,将以与双轴核心机相比完全不同的速度旋转。这两组叶片转子可以分别由一级涡轮驱动,或者只由一组涡轮连接到一套行星齿轮机构,然后输出两个反向旋转的扭矩带动两组叶片,其中罗·罗公司更看好后一种方法。他还表示罗·罗将考虑推进式(叶片在发动机后部)和拉进式(叶片在发动机前部)的结构形式,每种形式都有其自身的复杂性和挑战,这也是计划需要解决的问题。

  他也坦诚没有人认为这些发动机与目前最先进的涡扇发动机同样安静,这些技术可以进一步发展,但市场必须决定是希望获得可能的最低CO2排放还是最低的噪音,也许没有任何一种技术方案能够同时达到这两个目的。

  赛峰公司在“洁净天空”计划中的代表Valérie Guénon表示:“赛峰的开式转子方案与罗·罗的结构形式有着根本性的区别,斯奈克玛公司(赛峰的子公司)将研究一种由对转涡轮直接驱动叶片、不使用齿轮箱的开式转子。”

Guénon承认可能需要在噪声和公众对于没有外罩遮蔽叶片噪声的开式转子的接受程度之间进行平衡。但他表示:“我们已经在噪声和CO2排放方面取得了重大进展,不过目前我们正处于必须迈出新步伐的阶段,当然这也会带来一定程度的风险。”赛峰的另一个贡献来自旗下的透博梅卡公司,后者已经提交了一份关于环保的直升机(涡轴)动力装置的提议,可以结合诸如可变压比压气机等相当有前途的技术。

   同时,MTU也在领导一个包括Avio公司、DLR研究院和Volvo航空工业公司在内的团队研发一种齿轮传动风扇技术验证机。MTU航空发动机公司技术管理主管Hermann Scheugenpflug博士表示:“我们可以将普·惠公司目前已经明确定义的齿轮传动涡扇发动机用于‘洁净天空’计划,或者也可能是在三菱支线客机MRJ和庞巴迪的C系列客机研发项目中将使用的最初的GTF发动机实体。此外,Avio、MTU和Volvo公司都是普·惠GTF项目的合作伙伴,在(为期七年的‘洁净天空’计划)剩余的可用时间内,我们希望对目前的GTF设计进行改进,特别是再将油耗降低3%-5%。”改进效率或者降低重量的目标区域包括高压压气机和低压涡轮,对于涡轮中介结构,Volvo和MTU打算缩短高低压涡轮之间的中间机匣的长度并减轻重量,同时Avio将负责研发风扇驱动齿轮系统。(晏武英  责编姜)

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