【行业动态】CFM推出开式转子发动机演示样机，承诺再提升 20% 燃油效率
导读：据flightglobal网站6月14日报道，CFM 国际公司推出了 RISE发动机，一个新的航空发动机演示样机，采用开放式转子架构，有望在如今的窄体客机发动机上再提升20% 的燃油效率。
RISE 发动机的飞行试验，计划在2025年左右进行，在30年代投入使用。CFM 国际公司计划在目前的Leap发动机上，将燃料消耗和二氧化碳排放量减少 20% 以上。而与之前的 CFM56 发动机相比，Leap 发动机的燃料消耗已经提升了15%。
RISE 发动机的技术也离不开CFM 国际公司的两个股东美国GE航空公司和法国赛峰集团数十年来对开式转子发动机技术的研究，包括 1980 年代中期的 GE36发动机和近期的Sage2演示样机。
不过，GE航空公司高级技术运营总经理阿尔扬·赫格曼（ Arjan Hegeman）表示，材料技术和数字建模的改进使合作伙伴能够消除早期设计中固有的尺寸、重量和噪音挑战。
赫格曼表示，开式转子结构提供了“巨大的推进效率”，而且能够“像当今涡扇发动机那样保持现有的飞行速度”。
开式转子发动机的风扇直径已显著的减小至 144~156 英寸（365~396 厘米），与当代窄体客机发动机的外径一致，能够安装在窄体飞机上。
CFM国际公司RISE 发动机项目执行经理德尔菲娜·迪约（Delphine Dijoud）表示，与之前的开式转子发动机相比，合作伙伴选择“简化”整体架构。
RISE 发动机具有单个旋转风扇，带有可变节距碳纤维叶片，后面是一排静叶。迪约表示，赛峰集团早期的 Sage2发动机演示样机具有一个反向旋转的第二级风扇，但这需要“非常复杂的内部结构”。
该发动机还包含在一个增压器、一个高温高速核心机和一个高速低压涡轮。然而，迪约表示现在就确定压气机和涡轮的级数“还为时过早”。
GE 公司的斯拉特里（Slattery ）表示，RISE发动机计划正在“重塑飞行的未来”
赫格曼表示，核心机的温度和压比将超过当前 CFM国际公司Leap 发动机中的温度和压比，但拒绝提供具体细节。
他说，先进材料的使用将实现性能的逐步改变，这是我们旗下所有发动机的“优势和重点”。这包括已经在 Leap 系列发动机护罩中使用的陶瓷基复合材料，以及使用 3D 打印来生产的新型结构——例如具有内部通道的定子叶片，以提供更好的冷却性能。
他说，这些将“进一步扩散”到核心设计中，在那里它们将与“我们目前无法详细讨论”的其他技术结合在一起。
至关重要的是，RISE 发动机将与燃料来源无关，能够使用 100% 可持续航空燃料或氢运行，这为未来的应用提供了灵活性。
而且，正如赫格曼指出的那样，20% 的燃油燃烧改进对于抵消氢燃料油箱可能更重的重量至关重要，从而使航空公司能够维持现有航线。
发动机上还将安装多个发电机，能够根据需要提取或提供能量。迪约表示：“该设计允许根据飞行阶段将动力从一个线轴转移到另一个线轴，以优化线轴。”
法国赛峰集团的安德里斯表示，该计划将有助于“减少我们对环境的影响”。
此外，额外的功率生成能力期待超越航空发动机现有的其他新架构。赫格曼表示：“显然，我们设想了未来的飞行平台，不仅发动机本身受益，而且产生的动力还为机身制造商提供分布式推进机会，它为飞机制造商提供了继续发展的空间。”
尽管距离2025年的飞行测试目标只有四年的时间，但赫格曼指出，CFM国际公司的工作是在其合作伙伴公司数十年的研究基础上进行，无论是整体开式转子概念还是单个组件。“我们现在还没有开始——我们的工作将过一段时间开始。”他说。
他补充说，自从上世纪80 年代测试开式转子发动机设计以来，GE公司一直在“试图解决我们遇到的一些问题”。因此，该架构“从几十年前就已经成熟”，但“在不牺牲性能的情况下进行了改进”。
上世纪80 年代后期的这些测试证明了开式转子发动机概念的效率，但表明噪音仍然是一个需要解决的重要问题。
然而，持续的研究和“经过数十年开式转子风扇测试改进的先进工程经验，以及我们最新的最先进的计算机设计工具”已经允许优化翼型形状以实现“性能和声学”的优化，赫格曼表示。这将使 RISE 发动机能够“以一定的余量满足未来的声学法规”。
迪约表示，RISE发动机演示样机的尺寸将能够提供 30,000 磅的推力（225kN），但“我们在这方面具有灵活性”。使用开式转子设计可以实现等于当前水平的客机巡航速度“甚至更快”。
尽管 CFM 国际公司最初的目标是中短途航段，但该设计“可以适应客户需求”，甚至可能扩展到宽体客机应用。
但近期的需求可能是新的窄体客机。潜在客户空客公司表示，A320neo客机可能的继任者会在本世纪30年代投入使用。
赫格曼强调，必须围绕新动力装置设计新飞机。“为了实现推进效率，在昨天的机身上安装下一代发动机并期望获得良好的性能是没有意义的，”他说。
与此同时，GE公司和赛峰集团将他们在 CFM 国际公司的合作伙伴关系延长了十年，该协议始于 1974 年，目前有效期至 2050 年。
GE 航空公司首席执行官约翰·斯拉特里(John Slattery) 表示：“如今，GE与赛峰集团之间的关系是有史以来最牢固的。通过 RISE发动机技术演示计划，我们正在共同重塑飞行的未来，将一套先进的革命性技术推向市场，将下一代单通道窄体客机的燃油效率和排放量提升到一个新的水平。”
赛峰集团的奥利维尔·安德里斯 (Olivier Andries) 补充道：“我们的行业正处于最具挑战性的时期。我们必须立即采取行动，加快努力减少航空对环境的影响。通过将我们的 CFM 国际公司合作伙伴关系延长至 2050 年，我们今天重申了我们作为技术领导者携手合作的承诺，以帮助我们的行业应对紧迫的气候挑战。”
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