導(dǎo)讀:據(jù)aviationweek網(wǎng)站6月15日?qǐng)?bào)道,CFM國(guó)際公司宣布其革命性可持續(xù)發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目(Revolutionary Innovation for Sustainable Engines,RISE)測(cè)試工作正以空前的規(guī)模、節(jié)奏與復(fù)雜度推進(jìn)。截至目前,項(xiàng)目已完成超過(guò)350項(xiàng)關(guān)鍵測(cè)試,并與空客合作啟動(dòng)縮比模型風(fēng)洞測(cè)試,為評(píng)估開(kāi)放式風(fēng)扇推進(jìn)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
技術(shù)驗(yàn)證加速:從部件測(cè)試到系統(tǒng)集成
CFM RISE項(xiàng)目的核心目標(biāo)是通過(guò)開(kāi)放式風(fēng)扇架構(gòu)、混合動(dòng)力系統(tǒng)及先進(jìn)材料,將單通道發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率提升20%以上,并實(shí)現(xiàn)與可持續(xù)航空燃料(SAF)及氫燃料的兼容性。近期測(cè)試突破包括:
?GE的高壓渦輪與噴嘴驗(yàn)證:完成超過(guò)3,000小時(shí)的耐久性測(cè)試,模擬高推力起飛和爬升工況,驗(yàn)證緊湊型部件的抗載荷能力,并計(jì)劃開(kāi)展沙塵吸入測(cè)試以評(píng)估極端環(huán)境下的可靠性。
?賽峰的葉片與低壓系統(tǒng)優(yōu)化:通過(guò)175次以上的吸入與耐久性測(cè)試,評(píng)估三種葉片構(gòu)型的機(jī)械強(qiáng)度、氣動(dòng)性能與聲學(xué)表現(xiàn),并完成低壓渦輪、壓氣機(jī)及開(kāi)放式風(fēng)扇變距控制系統(tǒng)的測(cè)試。
?風(fēng)洞測(cè)試?yán)锍瘫?/b>與空客合作在法國(guó)Onera和荷蘭DNW風(fēng)洞完成300小時(shí)的開(kāi)放式風(fēng)扇縮比模型測(cè)試,驗(yàn)證氣動(dòng)效率與噪音控制效果,并計(jì)劃于2026年使用1:11和1:14縮比全尺寸飛機(jī)模型,評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)與機(jī)身集成后的綜合性能。
基礎(chǔ)設(shè)施升級(jí):全球最大測(cè)試平臺(tái)啟動(dòng)
為支持開(kāi)放式風(fēng)扇全尺寸部件測(cè)試,賽峰正在巴黎附近的Villaroche基地建設(shè)直徑達(dá)26英尺(約7.9米)的新型測(cè)試設(shè)施。該設(shè)施預(yù)計(jì)2026年投入使用,將具備測(cè)試開(kāi)放式風(fēng)扇變距控制系統(tǒng)及大型模塊的能力,為后續(xù)原型機(jī)開(kāi)發(fā)提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
此外,GE與賽峰已完成技術(shù)成熟階段(Phase 1B)的所有里程碑,形成包含約100個(gè)研發(fā)項(xiàng)目的“技術(shù)套件”,涵蓋陶瓷基復(fù)合材料(CMC)渦輪葉片、增材制造結(jié)構(gòu)件及先進(jìn)冷卻技術(shù)。
混合動(dòng)力與系統(tǒng)優(yōu)化:Silvercrest發(fā)動(dòng)機(jī)的突破性測(cè)試
作為RISE項(xiàng)目的一部分,賽峰正通過(guò)改造12,000磅推力級(jí)的Silvercrest發(fā)動(dòng)機(jī),驗(yàn)證混合動(dòng)力系統(tǒng)的可行性。測(cè)試中,低壓(LP)與高壓(HP)軸通過(guò)一組電動(dòng)發(fā)電機(jī)共享動(dòng)力,優(yōu)化雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的瞬態(tài)推力響應(yīng)。盡管Silvercrest的推力小于RISE目標(biāo)值,但其測(cè)試平臺(tái)已能支持?jǐn)?shù)百千瓦的電力輸出,為未來(lái)集成電推進(jìn)系統(tǒng)或定向能武器奠定基礎(chǔ)。
空客的關(guān)鍵角色:縮比模型與未來(lái)機(jī)型選型
空客作為RISE項(xiàng)目的戰(zhàn)略合作伙伴,正在設(shè)計(jì)并制造兩套縮比全尺寸飛機(jī)模型:
?1:11比例高速模型:將在Onera風(fēng)洞進(jìn)行高速氣流測(cè)試,評(píng)估開(kāi)放式風(fēng)扇對(duì)機(jī)身氣動(dòng)性能的影響;
?1:14比例低速模型:計(jì)劃于2026年在空客英國(guó)菲爾頓基地開(kāi)展測(cè)試,驗(yàn)證起降階段的穩(wěn)定性與噪音控制。
這些測(cè)試結(jié)果將直接影響空客下一代窄體機(jī)(A320系列successor)的動(dòng)力選型。若開(kāi)放式風(fēng)扇通過(guò)驗(yàn)證,空客可能在2030年代推出配備該技術(shù)的機(jī)型;反之,則可能選擇基于LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)型或羅爾斯?羅伊斯的UltraFan技術(shù)。
行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)與技術(shù)路線分歧
RISE項(xiàng)目面臨來(lái)自普惠GTF技術(shù)的直接競(jìng)爭(zhēng)。普惠計(jì)劃將下一代GTF的齒輪傳動(dòng)比提升至“略高于3:1”,并探索涵道比達(dá)18:1的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),以維持其在窄體機(jī)市場(chǎng)的優(yōu)勢(shì)。而羅爾斯?羅伊斯的UltraFan項(xiàng)目則通過(guò)140英寸直徑風(fēng)扇與動(dòng)力齒輪箱實(shí)現(xiàn)25%的效率提升,但其技術(shù)更側(cè)重寬體機(jī)應(yīng)用。
CFM的開(kāi)放式風(fēng)扇路徑雖被視為“更激進(jìn)的解決方案”,但其集成挑戰(zhàn)(如機(jī)身結(jié)構(gòu)強(qiáng)化、氣動(dòng)干擾及適航認(rèn)證)仍需突破。空客首席技術(shù)官薩賓?克勞克(Sabine Klauke)曾表示,開(kāi)放式風(fēng)扇的集成“沒(méi)有重大障礙”,但需通過(guò)折疊機(jī)翼、熱塑性復(fù)合材料等創(chuàng)新設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)工程難題。
可持續(xù)性與未來(lái)愿景
RISE項(xiàng)目不僅關(guān)注燃油效率,還將氫燃料兼容性納入核心設(shè)計(jì)。空客計(jì)劃于2026年使用A380測(cè)試平臺(tái)開(kāi)展氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)試飛,驗(yàn)證液氫儲(chǔ)存、燃燒控制及排放監(jiān)測(cè)技術(shù)。此外,項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)正與監(jiān)管機(jī)構(gòu)合作,確保開(kāi)放式風(fēng)扇的適航認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)(如葉片脫落防護(hù)、噪音限制)與現(xiàn)有體系兼容。
“RISE是CFM有史以來(lái)最全面的技術(shù)開(kāi)發(fā)計(jì)劃,它不僅關(guān)乎發(fā)動(dòng)機(jī)本身,更涉及整個(gè)航空生態(tài)的可持續(xù)轉(zhuǎn)型。”CFM首席執(zhí)行官Ga?l Méheust表示,“通過(guò)整合GE與賽峰的技術(shù)積累,我們有信心在2030年代初實(shí)現(xiàn)飛行測(cè)試,并為下一代航空動(dòng)力樹(shù)立標(biāo)桿。”
未來(lái)里程碑與行業(yè)影響
?2026年:?jiǎn)?dòng)開(kāi)放式風(fēng)扇全尺寸部件測(cè)試、縮比模型風(fēng)洞測(cè)試及Silvercrest混合動(dòng)力系統(tǒng)驗(yàn)證;
?2030年代初:完成原型機(jī)地面測(cè)試,并可能在A380平臺(tái)上進(jìn)行飛行試驗(yàn);
?2035年:目標(biāo)將RISE發(fā)動(dòng)機(jī)投入商業(yè)運(yùn)營(yíng),支持空客下一代窄體機(jī)的首飛。
RISE項(xiàng)目的成敗不僅決定CFM在未來(lái)窄體機(jī)市場(chǎng)的地位,更將影響全球航空業(yè)的脫碳路徑。若開(kāi)放式風(fēng)扇技術(shù)成熟,它可能成為繼GTF之后的又一顛覆性創(chuàng)新,推動(dòng)航空運(yùn)輸向“凈零排放”目標(biāo)邁出關(guān)鍵一步。然而,技術(shù)集成的復(fù)雜性與高昂成本也可能使其成為“過(guò)渡性方案”,最終讓位于混合動(dòng)力或氫燃料電池等新興動(dòng)力形式。這場(chǎng)關(guān)于效率、成本與可持續(xù)性的博弈,勢(shì)將成為未來(lái)十年航空工業(yè)最引人注目的技術(shù)競(jìng)賽。
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