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新一代開(kāi)放式風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)RISE：風(fēng)扇直徑3.3米，葉片采用碳纖維復(fù)合材料，減排20%，減重1噸

更新時(shí)間：2023-07-12 09:15:29 編輯：瀏覽：1977

在今年的巴黎航展上，CFM國(guó)際展示了正在開(kāi)發(fā)的開(kāi)放式風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)RISE項(xiàng)目（可持續(xù)發(fā)動(dòng)機(jī)革命性驗(yàn)證項(xiàng)目），而波音和空客都在幫助測(cè)試這種全新的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，新的發(fā)動(dòng)機(jī)有望成為本世紀(jì)30年代中后期所有新飛機(jī)的主要?jiǎng)恿?lái)源。新的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)旨在將噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的CO排放量減少至少20%。

帶有巨型開(kāi)放式風(fēng)扇的新型發(fā)動(dòng)機(jī)將改變飛機(jī)的外觀，并大幅減少下一代新型噴氣式飛機(jī)的碳排放。本月波音公司首席執(zhí)行官戴夫卡爾霍恩表示：你不能否認(rèn)它帶來(lái)的排放和效率提升。空中客車首席技術(shù)官薩賓·克勞克表示：空客計(jì)劃在2025年左右，在A380超大型噴氣式客機(jī)上試飛CFM概念的開(kāi)放式風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)。

波音預(yù)計(jì)將在一架薩博（Saab）340渦輪螺旋槳飛機(jī)上試飛CFM設(shè)計(jì)的另一個(gè)突破：節(jié)省燃料的混合動(dòng)力。

RISE，是CFM在2021年揭曉的下一代渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目。RISE旨在于將燃油消耗和碳排放相比目前最先進(jìn)的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)再降低20%，這將是實(shí)現(xiàn)2050年零二氧化碳目標(biāo)的重要一步。

RISE的核心創(chuàng)新點(diǎn)包括開(kāi)式風(fēng)扇結(jié)構(gòu)，碳纖維復(fù)合材料風(fēng)扇葉片，CMC等等，這些技術(shù)是在此之前實(shí)際已經(jīng)得到了應(yīng)用或者深度測(cè)試，為RISE項(xiàng)目的發(fā)展鋪平了道路。下面將介紹其中部分技術(shù)及其發(fā)展應(yīng)用。

1，可變距風(fēng)扇葉片

目前全球渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)中僅有羅羅的ultrafan真正應(yīng)用了此項(xiàng)技術(shù)，而RISE也將采用該技術(shù)。實(shí)際上，在1978年GE就和NASA發(fā)展了一個(gè)此技術(shù)的驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)——QCSEE，當(dāng)時(shí)QCSEE將涵道比提升到了空前的11：1，達(dá)到了極為優(yōu)秀的燃油效率，并且采用了近些年才成熟的齒輪傳動(dòng)技術(shù)，關(guān)于這種發(fā)動(dòng)機(jī)，谷歌即可得到NASA的完整報(bào)告。

新一代開(kāi)放式風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)RISE：風(fēng)扇直徑3.3米，葉片采用碳纖維復(fù)合材料，減排20%，減重1噸 — QCSEE發(fā)動(dòng)機(jī)

2，開(kāi)式風(fēng)扇

開(kāi)式風(fēng)扇結(jié)構(gòu)最早在80年代由GE和Safran聯(lián)合發(fā)展，采用開(kāi)式風(fēng)扇的GE36第一次于1988年亮相，GE36有兩組完全暴露且反向旋轉(zhuǎn)的葉片。順便說(shuō)下，GE36這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)很有意思值得單獨(dú)研究。

3，碳纖維復(fù)合材料葉片

該技術(shù)已經(jīng)廣泛用于GE的發(fā)動(dòng)機(jī)上，如GE90，GEnx，GE9X，最初于1995年應(yīng)用在GE90上，該項(xiàng)技術(shù)大大降低了葉片重量并提高了燃油效率，截至目前，使用該技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)總飛行時(shí)長(zhǎng)達(dá)到了兩億小時(shí)。

4，CMC

CMC材料是陶瓷基復(fù)合材料的簡(jiǎn)寫，這種材料已經(jīng)運(yùn)用在LEAP系列和GE9X上，XA100也采用了這種材料。CMC重量只有鐵的三分之一，卻可以經(jīng)受住2400華氏度的高溫，使用CMC和3D打印組件的LEAP系列發(fā)動(dòng)機(jī)燃油效率相比于先前型號(hào)提高了15%。基于CMC材料，在2021年NASA與GE合作為RISE開(kāi)發(fā)新的核心機(jī)，包括壓氣機(jī)，燃燒室，高壓渦輪。

5，混合電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

去年GE和NASA模擬了在45000英尺的高度下，兆瓦數(shù)千伏級(jí)混合電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)屬于NASA價(jià)值2.6億美元的EPFD項(xiàng)目的一部分，目標(biāo)在2020s中期進(jìn)行地面和飛行測(cè)試，RISE將整合該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更高的效率和更低的排放。