歐洲航空發(fā)動機研究將確定實現(xiàn)其目標之難題
[美國《航空周刊與航天技術》2006年5月8日報道] 在今后幾年中，飛機發(fā)動機的技術工作將確定歐洲能否達到為下幾代動力裝置制定的嚴格性能目標。
過去10年中發(fā)動機性能的不斷提高表明，雄心勃勃的歐洲目標中有些是可以達到的，但是，也許不是都能達到的。
歐盟咨詢委員會的歐洲航空研究計劃(Acare)制定了航空工業(yè)的目標，它規(guī)定到2020年新飛機必須滿足的環(huán)境目標。為了滿足飛機的目標，也制定了發(fā)動機性能指標。歐洲官員們確定的目標是，與2000年技術標準相比，噪聲降低18分貝，NOx降低80%，CO2降低20%。
羅·羅公司民機部總工程師Ian Ritchey說，"實現(xiàn)Acare目標中的任何一個是容易的，但是全部實現(xiàn)就難了。"
研制人員關于目前的發(fā)動機結(jié)構(gòu)能否滿足目標的事還在爭論。羅·羅公司燃燒系統(tǒng)的工程主任Liz Watson說，遄達1000的研制工作說明，"我們感到我們必須改變我們一直所采用的技術。"
普·惠公司的官員認為，現(xiàn)在是檢查設計觀念的時候了，這驅(qū)使他們推出齒輪傳動概念。
為了到2020年為飛機做好準備，發(fā)動機必須在2016年前成熟，進而，在2010年前后必須確定技術發(fā)展工作并做好啟動的準備。
大部分研究工作已經(jīng)在進行中，其資金來自歐盟框架計劃6(FP6)和其后續(xù)的FP7。但是，環(huán)境問題主要在FP7中解決。
關于降低排放和油耗的問題，趨勢表明Acare的目標可以達到。但是，當說到降低噪聲的目標時，情況就不那么樂觀了。目前的進展顯示，盡管最新的發(fā)動機噪聲比其前身低的多，但提高并不足夠快。
為了達到噪聲目標，工作重點正從僅在風扇方面逐漸向發(fā)動機內(nèi)部深入。出口導向葉片的外端彎掠和低噪聲低壓渦輪技術在降低發(fā)動機噪聲方面也是有效的。
在FP5計劃下，歐盟花了1.1億歐元(1.39美元)到2008年降低6分貝。斯奈克瑪公司擔任這項Silencer計劃的協(xié)調(diào)人。
羅·羅公司說，現(xiàn)在正在評審的一項技術是風扇出口導向葉片的周向分流器(splitter)。另一項技術是傾斜進氣口，它把風扇的噪聲引向上，而不是朝地面。還有新的聲襯墊材料。
歐盟還發(fā)起了后續(xù)計劃--Vital，其中斯奈克瑪公司再度起到領導作用。其目標是在降低噪聲之外還要降低CO2的排放。這項計劃的目的是通過部件試驗來驗證采用直接傳動和齒輪傳動技術以及對轉(zhuǎn)渦輪的超高涵道比渦扇發(fā)動機。
形狀記憶合金也在研究中，在起飛時打開短艙上的降噪鋸齒，在巡航時鋸齒縮回以提高效率。
除Acare計劃外，還有一些別的亮點。如所謂的Clean計劃，由德國MTU公司與斯奈克瑪公司協(xié)調(diào)進行。該項目的重點是齒輪傳動渦扇發(fā)動機技術和間冷回熱技術。采用齒輪傳動風扇，可使涵道比達到15。這樣，可以使用較小、轉(zhuǎn)速較高的低壓轉(zhuǎn)子，而同時保持風扇的葉尖速度較低，達到降低噪聲。中間冷卻器設在高壓和低壓壓氣機之間，它使高壓壓氣機進口空氣的溫度降低，從而效率提高。較低的溫度還有助于燃燒室產(chǎn)生較少的NOx，同時保持17~25的總壓比。
其他的重要歐洲發(fā)動機驗證計劃有Antle計劃，它由羅·羅公司領導。其目標是到2008年驗證CO2和NOx分別降低12%和60%的技術。
雖然Antle計劃已經(jīng)完成，但是它已經(jīng)被重新編制并被用于另一項歐盟投資項目--電力優(yōu)化飛機(POA)，這是一項更花錢的多電飛機計劃。(青云 責編洪山)
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