【据flightglobal网站2021年11月19日报道】随着美国最近承诺到2050年实现航空净零碳排放，GE公司和普惠公司都在实施多路径战略，以提高发动机效率。这些途径包含同时研发并实现多种技术，目标是在10年或15年内将各种先进技术结合在一起，为窄体客机提供新的动力装置。

普惠公司高级技术研究员Michael Winter指出，其他行业正在迅速实现清洁排放，航空业如果不尽快做出改变，那么其在二氧化碳排放量中所占的比例可能会从目前的2.5%左右飙升到未来几十年的18%至20%。 

美国联邦航空管理局（FAA）在一份报告中表示，美国政府打算通过将航空燃料完全替换为可持续航空燃料，从而让航空业实现净零碳排放的目标。同时，该计划还假定航空工业界将研发出比目前机型效率高出30%的飞机，包括将于2035年上市的新型窄体客机，以及将于2040年上市的新型宽体客机。

美国政府正在通过NASA新成立的可持续飞行国家伙伴关系来支持这项工作，根据该伙伴关系，NASA已经将技术开发合同授予了通用航空、普惠和其他公司。

虽然发动机制造商正在评估更长远的技术，如氢能源推进，但当前的工作还是主要集中在如何使传统的燃气涡轮机效率提高约20%上（根据美国联邦航空局的报告预测，大型飞机完全依靠氢能源或电能所提供的动力飞行，在未来几十年内都不可能实现）。

多路径

2021年可能被称为“可持续之年”，似乎每一个主要的航空公司都在强调绿色航空。

今年6月，CFM公司推出了可持续发动机革命性创新 (RISE) 研发计划，目标是研发一款窄体客机所用的发动机，发动机效率提高20%，并在本世纪30年代中期服役。如果再加上整个飞机系统的改进，可以提高多达30%的效率。

RISE项目团队正在沿着三条技术路线开展研制工作：开发开式转子发动机、更小的核心机和混合电力技术。但这项任务并不简单，需要克服的问题包括叶片损失控制和噪声控制。

开放式风扇

GE公司在开式转子的研发上有着悠久的历史，几十年前就通过无涵道风扇（UDF）项目开发了这种技术，分别于1986年和1987年在波音-727和麦道-80进行了飞行演示。之后，又开发了反向旋转开式转子架构，提高了飞行速度并降低了噪声。

当前，随着计算空气动力学的进步，GE公司能够开发出一种单旋转风扇的开式转子发动机，风扇叶片安装在固定叶片前方，能够满足噪音和性能的要求。

小型核心机

RISE项目的另一个目标是缩小窄体客机发动机核心机的尺寸，使其与当今商务客机发动机的核心机尺寸相当。较小的核心机将在更高的温度和更大的压力下运行，产生更高的热效率。

当核心温度升高时，整个循环变得更加高效，燃油消耗量更少。为了使小型核心机能够承受更高的温度并正常运行，GE公司正在评估由陶瓷基复合材料制成的先进涂层和部件，并研究更先进的冷却技术。

普惠公司也在进行类似的研发工作以提高热效率，同时，还在努力提高其下一代涡轮风扇发动机的涵道比。目前普惠公司已对涵道比为18的发动机进行了风洞评估，并对涵道比为15的发动机进行了风洞测试。当前所生产的发动机涵道比为12。

GE和普惠都在根据NASA的混合热效率核心机 (HyTEC)项目推进这些技术的研发，NASA的目标是研制一台涵道比为15的发动机，减少5%到10%的燃油消耗，并验证发动机10%至20%的能量能被提取为电能，为其他系统提供电力。NASA希望在2026年左右开展混合热效率核心机项目的地面演示。

电推进系统

普惠公司正在与柯林斯公司合作开发由1兆瓦电动机组成的混合电动推进系统，并计划于2024年装配到Dash 8-100上进行飞行试验，普惠预测混合电动推进系统可使燃料消耗和二氧化碳排放量减少30%。Michael Winter表示：未来的涡轮风扇发动机将在发动机的核心机上配备一台兆瓦级的电机，用于启动和发电，并在低压涡轮输出轴上配置另一台兆瓦级的发电机进行发电。

GE公司也在开发一种兆瓦级混合电动推进系统，并计划使用改装后的萨博-340B飞行试验台进行推进系统的地面和飞行试验。

GE公司最近还获得了NASA电动推进系统飞行演示计划中1.79亿美元的资金支持，以在2035年左右将装配有电动推进系统的飞机加入到美国的机队中。

编译｜田涛

审核｜李东海