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罗罗概述航空混合动力推进系统现状及未来发展趋势

时间:2019-08-19 09:46来源:两机动力控制 作者:中国航空

 

导读:当听到罗罗公司声称燃气涡轮发动机仍是未来航空发动机的主流时,这并不奇怪。就像人们听到“遄达”这个词时,首先可能想到的就是罗罗公司旗下的航空发动机,而不是那条流经罗罗总部德比的河流。现在罗罗公司正在大力投资新的齿轮式传动型宽体客机发动机,简称UltraFan(国内又称超扇发动机),用不了10年也将飞向天空。

罗罗概述航空混合动力推进系统现状及未来发展趋势

 

罗罗的垂直起降混合动力军用飞机概念设计

但是,当涉及到实现削减航空排放的宏伟目标时,那将需要颠覆性技术,甚至连罗罗这种航空发动机制造巨头都表示,燃气涡轮发动机结构不是解决之道。今年早些时候在伦敦举行的”航空革命(Revolution.Aero)”会议上,罗罗公司未来飞机项目负责人朱利奥-赞博尼(Giulio Zamboni)明确表示,该公司的愿景是实现混合电动推力系统,也就是说,罗罗公司认为结合电动机和燃气涡轮发动机,可以实现中型或大型飞机二氧化碳和氮氧化物排放的大幅减少。

赞博尼概述了罗罗公司该宏伟计划的三个方面。首先,它将继续优化燃气涡轮发动机,每年在研发上投入10亿英镑。超扇发动机项目计划旨在将遄达系列发动机的效率再提高25%,这种改进将在很大程度上来自超扇发动机的齿轮风扇传动架构。赞博尼表示,该技术具有可扩展性,可使窄体客机和宽体客机同时受益。

其次是显著的提升动力系统与机身的融合,即发动机和机身一体化技术。

第三,就是电气化。赞博尼表示,如果全电动飞机要产生任何有意义的商业影响,就需要在电池技术方面取得突破,而目前的行业现状表明电池技术要在短期内发生革命性的突破很难。这就是为什么罗罗公司认为混合动力系统更加可行,通过传统的燃气涡轮发动机产生驱动风扇推力的电力,可以避免携带笨重的电池上天。

实际上,赞博尼认为电气化将对短途和区域航空旅行产生革命性影响。例如,电气化可以辅助增加可用的飞机升力,这将允许更短的跑道,因此更小的机场,以及更安静的起飞,从而使得机场能够更加接近城市中心或住宅区,这将带来运输政策和基础设施的改革,远远超出仅仅引入新一代飞机。

罗罗公司将航空混合动力推进系统的潜在市场分为三个部分:用于个人运输的垂直起降小飞机,最多可搭载5名乘客,可行驶500海里,约900公里,飞行速度约为400公里每小时,这实际就是空中出租车概念;更大点的飞机,大约搭载4至20名乘客,也是采用垂直起降;然后,搭载20至100名乘客的区域飞机也是航空混合动力的候选人。

甚至航程可达850海里左右的大型区域飞机,和航程1500海里的中小型公务机或窄体客机也可以采用航空混合动力。而更远航程的窄体客机和宽体客机则属于“更多电动化”类别,在该类别里,燃气涡轮发动机和电气化技术同时持续发展,直到电气化比例越来越高。

罗罗公司航空航天技术和未来项目主管艾伦-纽比(Alan Newby)表示:“我们认为电气化是一个新时代,我们将到达那里。”并且,他强调,要想达到欧洲航空规划“飞行路径2050(Flightpath 2050)”减少排放的目标,“我们除了必须不断努力外,还需要新技术。”

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