導語

在本屆巴黎航展前夕，普惠將GTF Advantage發(fā)動機的熱端部件下放到GTF發(fā)動機上，推出HS+熱端升級包，升級后發(fā)動機在翼時間實現(xiàn)翻倍。本文將為你講解HS+升級包如何實現(xiàn)GTF發(fā)動機耐久性大幅提升。

作為目前世界上唯一一款已經(jīng)投入商用的齒輪傳動技術航空發(fā)動機，普惠的GTF發(fā)動機自2014年獲得FAA認證以來，全球已有超過85家航空公司運營著2,400多架搭載GTF發(fā)動機的新一代窄體客機。

GTF是目前唯一一款能夠全面適配不同窄體機細分市場的發(fā)動機，同時適配空客A220和A320neo以及巴航工業(yè)E2三個窄體機家族。 從90座的E175-E2，到可以滿載244人的A321neo（又或者是一口氣直飛8700公里的A321XLR）， 覆蓋了90-240座級的整個窄體機市場。

得益于獨有的減速齒輪和模塊化設計，GTF發(fā)動機具有極佳的「可擴縮性」（Scalability）。 從E175-E2到A320neo系列， 風扇直從1.42米加大到2.06米，涵道比從9:1增加到12.5:1，推力更是從15,000磅提升至35,000磅。

然而，正如航空業(yè)其他的劃時代產(chǎn)品一樣，GTF在面世后也遇到了一些問題，主要集中在發(fā)動機熱端部件耐久性和特定制造工藝上。

伴隨窄體機的高利用率，這些問題導致 AOG（飛機停場）下發(fā)檢修，影響了 GTF 用戶的運營。同時，旺盛的市場需求、產(chǎn)能和供應鏈瓶頸加劇了挑戰(zhàn)，導致發(fā)動機 MRO 耗時過長。普惠商用發(fā)動機總裁 Rick Deurloo 在接受《航空周刊》（Aviation Week）采訪時坦言，AOG 狀況仍是普惠當前的「最大挑戰(zhàn)」。

但是，普惠已經(jīng)在努力改善狀況，在技術和產(chǎn)能兩方面著手。比如研發(fā)了新一代的GTF Advantage發(fā)動機，并在過去一年里努力將新技術引進到現(xiàn)役的基準型GTF發(fā)動機上，也就是推出了HS+熱端升級包。 此外，為支持不斷增長的機隊，普惠積極提升 MRO 產(chǎn)能，過去三年里在全球四大洲增設了近十家大修廠。比如珠海摩天宇穩(wěn)步增產(chǎn)，今年 3 月其擴建的金灣廠區(qū)投入運營，6 月交付首臺大修發(fā)動機，全面投產(chǎn)后的年維修能力可達到 260 臺。

隨著MRO產(chǎn)能提升和全系GTF下發(fā)數(shù)量低于預期（包括用于空客A320neo的PW1100G，以及用于A220和巴航工業(yè)E2的GTF衍生型號）。Rick Deurloo預計到今年年底，全球GTF機隊單日AOG數(shù)量「將降至350+區(qū)間」。

HS+

因為航空發(fā)動機在經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，上一代技術已經(jīng)相當成熟，發(fā)動機運行可靠性極高。最新一代的雙發(fā)客機，即便是單發(fā)失效，也能實現(xiàn)370分鐘的ETOPS運行。久而久之，大家似乎已經(jīng)忘記了一臺航空發(fā)動機是多么尖端的技術成果。

普惠GTF Advantage項目副總裁Tim Cormier表示，GTF Advantage發(fā)動機中最熱的部件運行溫度可以熔化巖石。我去查了一下，工業(yè)上，這意味著1400～1600℃。

最極端的條件，在一臺A321XLR上，這個最熱的零部件要頂著這樣的高溫運行10小時。落地后，經(jīng)過1小時左右的過站時間，又要再承受一次10小時的炙烤。除了定期檢查和維修，航空公司期望每一臺GTF發(fā)動機都能在這樣的環(huán)境下，日復一日的可靠運行，無論酷暑嚴寒。

在GTF Advantage發(fā)動機上，普惠的工程師們 通過改進熱端部件冷卻孔的形狀、尺寸及位置，優(yōu)化了部件表面的氣流，顯著延長了部件的使用壽命。

目前， GTF Advantage發(fā)動機已獲得FAA的型號合格證，計劃年底交付空客，明年投入運營。GTF Advantage不僅起飛推力提升4-8%，燃油效率更高，而且將發(fā)動機在翼時間翻倍。

提升耐久性是GTF發(fā)動機用戶最為渴望實現(xiàn)的提升。因此，普惠也在2024年啟動了HS+ （熱端升級包） 的適配工作，將 GTF Advantage上涉及燃燒室和襯板等 35個件號的全新熱端部件帶到現(xiàn)役GTF發(fā)動機上，將實現(xiàn)GTF Advantage耐久性收益的90%-95%，也就是接近翻倍的在翼時間。

與之配套的是熱端部件的產(chǎn)能提升，普惠于2022年在北卡羅來納州啟用了阿什維爾葉片工廠。普惠為這座耗資10億美元、占地約11.15萬平方米的現(xiàn)代化工廠引進了先進的鑄造設備，預計每年能生產(chǎn)30萬片葉片。

HS+升級包在取證后預計明年開始供航司選購，現(xiàn)役基準型 GTF 發(fā)動機可以在返廠時加裝 HS+。同時，普惠在 2025 年已經(jīng)啟動 GTF 過渡改裝方案，涉及 5 個件號。發(fā)動機在大修廠完成改裝后，大修間隔將延長 40%。這同樣意味著現(xiàn)役 GTF 發(fā)動機能夠擁有更長的在翼時間，減輕機隊壓力。

GTF Advantage

最后，我們來說說2025年成功取證的GTF Advantage發(fā)動機。

在耐久性方面，GTF Advantage發(fā)動機主要有三方面的提升：

• 高壓渦輪增強：包括先進翼型設計和改進的熱障涂層

• 燃燒室和高壓渦輪冷卻孔：包括尺寸、形狀及位置的優(yōu)化，改進生產(chǎn)過程中的鉆孔技術，降低損傷可能

• 核心機運行溫度：通過增加核心機氣流流量降低運行溫度，延長熱端部件壽命

各項耐久性和制造工藝升級，讓GTF Advantage發(fā)動機的在翼時間翻倍，同時進一步提升燃油效率。

在性能方面，GTF Advantage引擎能夠為A320neo系列在海平面起飛時提供額外4%的推力，在高原起飛時提供額外8%的推力，極大提升了A320neo/A321neo的高原性能。

同時，GTF Advantage還為A321XLR進行針對性優(yōu)化，能夠完美適配這款劃時代的「超遠程」窄體機更長的運行周期。

從市場反饋來看，航空公司應該是非常看好普惠在GTF Advantage上做出的改進。在剛剛結束的巴黎航展上，普惠宣布了一系列發(fā)動機和服務訂單，使得GTF發(fā)動機的累計訂單數(shù)量超過12,000臺，意味著至少有6,000新一代窄體客機選擇了GTF發(fā)動機。

普惠預計在2028年完成產(chǎn)能切換，屆時交付的每一臺GTF發(fā)動機，都是GTF Advantage。

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