传统与创新的碰撞!开放风扇发动机能否颠覆现有喷气发动机?

GE航天与赛峰合资的CFM International正将其数十年来最非常规的发动机设计推向真实飞机。RISE- Revolutionary Innovation for Sustainable Engines(可持续发动机革命性创新)项目目标是比现有最佳涡扇发动机减少20%的燃油消耗和二氧化碳排放—这一数字在CFM自有的项目页面和独立分析中得到了证实。对于那些将运营成本三分之一或更多用于燃油的航空公司来说,这一差距非常巨大。

理念

传统的喷气发动机将风扇隐藏在机翼下方的管状吊舱内。这个外壳增加了重量,限制了风扇的体积。开放风扇完全拆除外壳,使工程师能够大幅放大叶片。物理原理很简单:低加速时推动更多空气通过,效率提升。用涡扇术语来说,这被称为高涵道比,开放风扇的比任何风管设计都更能做到这一点。

叶片本身为单级、可变螺距复合材料—可以旋转调节推力而不改变发动机转速,原理类似于涡桨机。赛峰正在法国维拉罗什工厂领导刀刃开发,那里一台新的8米测试平台正在运行全尺寸硬件,体验真实的惩罚:鸟击、结冰、沙尘和尘埃摄入。

进展与反击

超过2000名CFM工程师活跃于该项目。据GE航空航天报道,驱动这些巨大叶片的内部模块—低压涡轮已经完成了超过1000小时的验证。法国ONERA和荷兰DNW的风洞噪音测试显示,声级与CFM现有的LEAP发动机相匹配。这很重要,因为噪音是之前开放式桨叶尝试,包括GE 1980年代的GE36和普惠的螺旋桨叶,从未进入航空公司的关键原因。

计划于2020年代末在图卢兹进行空客A380示范机的飞行测试。预计空客将在2030年左右做出下一代窄体(NGSA-next-gen single-aisle)架构决策。但并非所有人都认同—Simple Flying报道,波音和普惠仍持怀疑态度,CFM则悄悄维护着备用的导管发动机设计(据称称为先进导管大型),以防开放风扇错过2030年代中期的服务入门目标。

其实际含义

如果该项目按计划推进,首架搭载开式风扇发动机的商用飞机有望在2030年代中期投入服务。该设计还采用100%可持续航空燃料,并考虑氢气兼容性。FAA和EASA的认证路径尚未公开——这一监管问题,加上无外壳的叶片分离封闭,仍是最艰难的工程工作所在。

目前,CFM领先于以往任何开放桨叶项目。无论未来十年航空公司登机波音还是空客,机翼下的发动机可能与今天的完全不同。   

原文,《No cowling, no problem: CFM's open fan engine targets 20% fuel savings by the 2030s》   2026.7.20杨超凡   2026.7.22

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