[美國(guó)《航空周刊與航天技術(shù)》2006年5月8日?qǐng)?bào)道] 在今后幾年中,飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)工作將確定歐洲能否達(dá)到為下幾代動(dòng)力裝置制定的嚴(yán)格性能目標(biāo)。
過(guò)去10年中發(fā)動(dòng)機(jī)性能的不斷提高表明,雄心勃勃的歐洲目標(biāo)中有些是可以達(dá)到的,但是,也許不是都能達(dá)到的。
歐盟咨詢委員會(huì)的歐洲航空研究計(jì)劃(Acare)制定了航空工業(yè)的目標(biāo),它規(guī)定到2020年新飛機(jī)必須滿足的環(huán)境目標(biāo)。為了滿足飛機(jī)的目標(biāo),也制定了發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)。歐洲官員們確定的目標(biāo)是,與2000年技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)相比,噪聲降低18分貝,NOx降低80%,CO2降低20%。
羅·羅公司民機(jī)部總工程師Ian Ritchey說(shuō),"實(shí)現(xiàn)Acare目標(biāo)中的任何一個(gè)是容易的,但是全部實(shí)現(xiàn)就難了。"
研制人員關(guān)于目前的
普·惠公司的官員認(rèn)為,現(xiàn)在是檢查設(shè)計(jì)觀念的時(shí)候了,這驅(qū)使他們推出齒輪傳動(dòng)概念。
為了到2020年為飛機(jī)做好準(zhǔn)備,發(fā)動(dòng)機(jī)必須在2016年前成熟,進(jìn)而,在2010年前后必須確定技術(shù)發(fā)展工作并做好啟動(dòng)的準(zhǔn)備。
大部分研究工作已經(jīng)在進(jìn)行中,其資金來(lái)自歐盟框架計(jì)劃6(FP6)和其后續(xù)的FP7。但是,環(huán)境問(wèn)題主要在FP7中解決。
關(guān)于降低排放和油耗的問(wèn)題,趨勢(shì)表明Acare的目標(biāo)可以達(dá)到。但是,當(dāng)說(shuō)到降低噪聲的目標(biāo)時(shí),情況就不那么樂(lè)觀了。目前的進(jìn)展顯示,盡管最新的發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲比其前身低的多,但提高并不足夠快。
為了達(dá)到噪聲目標(biāo),工作重點(diǎn)正從僅在風(fēng)扇方面逐漸向發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部深入。出口導(dǎo)向葉片的外端彎掠和低噪聲低壓渦輪技術(shù)在降低發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲方面也是有效的。
在FP5計(jì)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(dān)任這項(xiàng)Silencer計(jì)劃的協(xié)調(diào)人。
羅·羅公司說(shuō),現(xiàn)在正在評(píng)審的一項(xiàng)技術(shù)是風(fēng)扇出口導(dǎo)向葉片的周向分流器(splitter)。另一項(xiàng)技術(shù)是傾斜進(jìn)氣口,它把風(fēng)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(jì)劃--Vital,其中斯奈克瑪公司再度起到領(lǐng)導(dǎo)作用。其目標(biāo)是在降低噪聲之外還要降低CO2的排放。這項(xiàng)計(jì)劃的目的是通過(guò)部件試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證采用直接傳動(dòng)和齒輪傳動(dòng)技術(shù)以及對(duì)轉(zhuǎn)渦輪的超高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。
形狀記憶合金也在研究中,在起飛時(shí)打開(kāi)短艙上的降噪鋸齒,在巡航時(shí)鋸齒縮回以提高效率。
除Acare計(jì)劃外,還有一些別的亮點(diǎn)。如所謂的Clean計(jì)劃,由德國(guó)MTU公司與斯奈克瑪公司協(xié)調(diào)進(jìn)行。該項(xiàng)目的重點(diǎn)是齒輪傳動(dòng)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)和間冷回?zé)峒夹g(shù)。采用齒輪傳動(dòng)風(fēng)扇,可使涵道比達(dá)到15。這樣,可以使用較小、轉(zhuǎn)速較高的低壓轉(zhuǎn)子,而同時(shí)保持風(fēng)扇的葉尖速度較低,達(dá)到降低噪聲。中間冷卻器設(shè)在高壓和低壓壓氣機(jī)之間,它使高壓壓氣機(jī)進(jìn)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(shí)保持17~25的總壓比。
其他的重要?dú)W洲發(fā)動(dòng)機(jī)驗(yàn)證計(jì)劃有Antle計(jì)劃,它由羅·羅公司領(lǐng)導(dǎo)。其目標(biāo)是到2008年驗(yàn)證CO2和NOx分別降低12%和60%的技術(shù)。
雖然Antle計(jì)劃已經(jīng)完成,但是它已經(jīng)被重新編制并被用于另一項(xiàng)歐盟投資項(xiàng)目--電力優(yōu)化飛機(jī)(POA),這是一項(xiàng)更花錢的多電飛機(jī)計(jì)劃。(青云 責(zé)編洪山)