行业动态丨GE航空公司新型超声速发动机Affinity面临的挑战学术资讯

来源：中国科协航空发动机产学联合体

据ainonline网站6月18日报道：近日，GE航空公司简要介绍了其在Aerion AS2超声速公务机用双转子中等涵道比发动机——Affinity中正在解决的设计挑战。Aerion超声速公司和GE航空于2018年10月宣布了推进Affinity AS2发动机的计划，称它将使用“经验证的、由GE航空原有产品改型的发动机核心机”，以及最新的全权限数字发动机控制技术、先进的两级风扇、耐用型燃烧室和先进的声学技术进行设计，可满足现有适航法规要求。Affinity发动机推力范围为16,000至20,000磅（约7.3吨至9.1吨），飞行高度约60,000英尺（18288米），支持超声速和亚声速飞行。该发动机借鉴了不少CFM56发动机设计技术，甚至公务机发动机Passport的技术。

在6月17日举行的美国航空航天学会航空论坛上，GE航空公司高级系统设计和技术执行负责人乔尔-柯克（Joel Kirk）表示，公司正在“全面”合作进行下一波超声速飞行的技术开发，而AS2客机是该项战略的主要推动力。Affinity发动机设计的重点是围绕着使AS2和其他超声速飞机更加环保展开，从降噪、减少排放物等方面开展工作。为了能够降噪，GE航空公司一方面加强与飞机方的合作，希望可以通过接口将发动机与客机集成在一起；另一方面需要围绕发动机的安装做出一系列妥协。此外，GE航空公司在风扇周围引入了新技术，并采用了“特殊的、非加力型超声速排气系统”，以减少排放和风扇噪声。GE航空公司也正在努力减小风扇尺寸，并围绕声学技术开发了用于减少风扇噪声的技术。与此同时还希望能够采用生物燃料，采用生物燃料需要在燃料系统、燃烧室和涡轮做很多工作，燃油系统将会面临最大挑战。

高温是超声速发动机设计所需的关键差异因素之一，这包括运行在最大涡轮进口温度下以实现最大效率。在亚声速设计中，最高的温度将设定在起飞或“最苛刻爬升点”，然后在巡航时“会下降”。在超声速巡航条件下，温度升高时，巡航点几乎也处于起飞点时的高温度范围。因此GE正在设计一种可以在整个飞行过程中能够适应这种环境下工作的发动机。GE航空公司正在利用和引进新技术，包括采用先进材料使发动机运转在更热的运行环境下，所有这些的核心是“燃烧室如何最大程度地提高热量的吸收”。同时，GE航空公司还要确保效率，为了最大程度地提高气流速度，亚声速商用发动机通常追求更高的涵道比，即在较小的核心机上安装了较大的风扇。但是，Aerion公司确实不希望100英寸（2.54米）风扇限制了飞机的超声速巡航，因此，发动机在涵道比上必须做出一些妥协。即便如此，GE航空公司承诺该发动机将具有超声速发动机有史以来最大的涵道比。

编译 | 何皑

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来源：gh_1aecd37f24cf 中国科协航空发动机产学联合体

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