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普惠公司筹划第2代超大涵道比GTF发动机研发
关键词:      时间:2019-01-26

据Australian aviation网站2019年1月26日报道,普惠PW1000G系列发动机的问题曾导致交付延迟、以及一些航空公司的飞机停飞和航线关闭,以致它们一直在频繁与航空公司进行协商。但是这些问题并没有影响普惠公司为仍在筹划中的喷气客机研制超大涵道比发动机的工作。


被普惠公司称之为第2代齿轮传动涡扇发动机或GTF2的发动机,是1种超大涵道比发动机,将为波音公司和空客公司的下一代单通道客机提供动力。普惠公司亚太区销售副总裁Jeffrey Minor表示,由于无法确定石油成本的走向,降低燃油消耗对于航空公司至关重要,研制GTF2发动机的目标是实现燃油消耗至少再降低5%。也许还需要10年时间才能实现这个目标,但公司目前的GTF发动机PW1000G已经在进行逐步改进,该发动机为包括空客公司A320neo飞机在内的6型单通道客机提供动力。


Minor解释道,普惠公司用了25年时间,投资10亿美元(编者注:原文如此)研发齿轮传动涡扇发动机技术。“我们花了这么长时间才使发动机达到所需的可靠性和耐久性水平,因为这两点对于发动机来说非常重要。我们在验证试验中创造出很多种恶劣的运行环境,试验了超过200000个循环,并且……给系统带来非常大的负荷。”


GTF的创新之处在于引入了齿轮传动风扇系统,减速齿轮位于压气机和风扇转子之间的发动机前部。Minor表示:“减速齿轮使风扇转子减速到适当的转速,使其能更有效地运转。然后,我们优化发动机的核心部分——涡轮单元体的速度。与传统发动机相比,这是一个巨大的变化,在传统发动机中,同一根轴从发动机尾部延伸到发动机前部。它限制了某些单元体的运行,影响了它们的效率。这根轴从发动机后端到前端都是通用的,因此所有单元都受到该轴转速的限制。在前面引入减速齿轮,以降低风扇速度,这意味着涡轮可以获得更快的速度和更好的性能,这相当于大幅降低燃油消耗。而风扇叶片也可以获得更多的功率,从而提高发动机推力。”与此同时,普惠公司能够保持与以前发动机类似的核心机温度,在航程和有效载荷方面获得收益,并将零件数量减少50%。


自20世纪50年代以来,发动机公司一直在努力降低发动机的噪声和燃油消耗。随着时间的推移,该目标已经通过增加风扇直径和增大发动机的涵道比实现。随着新GTF发动机投入生产,与其他涵道比10︰1或9︰1的大型发动机相比,涵道比12︰1的新型GTF发动机拥有当代民用喷气发动机中最高的涵道比。


展望未来,Minor表示有机会引进更多技术,以提高发动机性能。他表示:“将来我们可以研发推力更大的发动机,配装起飞重量更大的飞机。我们的目标是努力实现GTF2的能力,GTF2是一种超高涵道比发动机……涵道比最高可达15︰1,这是我们希望的技术发展方向,也是在未来5 到10年时间范围内有机会发展的技术。”


投入运营的GTF发动机并非没有出现过问题,航空公司发现,由于轴承故障或燃烧室出现的退化问题,已导致多台GTF发动机在短时间使用后必须拆除。普惠公司承认这些问题并进行了改进。已经重新设计了轴承腔,并且正在对所有发动机进行改装。与此同时,普惠表示,作为GTF发动机结构颠覆性创新的部分,主齿轮箱的表现堪称完美。


普惠公司在另一份声明中表示,该公司目前正在履行其向机体制造商交付的承诺,并继续与航空公司密切合作,保障其发动机正常运营。


GTF发动机有3种型号,推力范围从66.7kN到146.7kN。最小航程型GTF发动机风扇直径为142cm,配装三菱MRJ支线飞机。风扇直径为185cm的GTF发动机配装空客A220飞机(前庞巴迪C系列)和巴航工业E2飞机,而风扇直径为205cm的GTF发动机配装A320neo飞机和俄罗斯的伊尔库特MC-21飞机。


至于未来,Minor建议从GTF1向GTF2的跨越将分阶段进行。普惠公司将中间阶段称之为GTF1-Plus,可配装空客公司A321飞机的改进型飞机和波音公司提出的面向中间级市场的喷气飞机。波音公司还没有正式推出介于单通道和双通道市场之间的衍生型飞机。目前GTF发动机配装的是窄体客机,但普惠公司还将研制配装宽体飞机的GTF发动机。


Minor表示,普惠公司正计划进一步改进发动机,以配装取代目前A320neo和B737MAX的新一代飞机。这同时预示着发动机效率的将显著提高。“我们的期望是提高发动机效率。我们的计划是为不断涌现的新型飞机准备成熟的发动机。”

(翻译 桓明姣,审稿 孙明霞)