據(jù)英國《飛行國際》網(wǎng)站2019年5月17日刊文，近期，有關波音公司“新型中型飛機” (NMA)項目發(fā)動機選型的話題非?；钴S。

該項目自推出至今，其發(fā)動機問題遲遲未有解決，現(xiàn)今或許已成為了一個備受關注的復雜學術問題。兩個競爭NMA發(fā)動機合同的CFM國際公司和普惠公司都拒絕具體討論NMA項目。但這兩家公司都在開發(fā)下一代窄體飛機發(fā)動機，同時也都希望其下一代產(chǎn)品能實現(xiàn)高達兩位數(shù)的效率提升。此外，由于NMA項目規(guī)格和研發(fā)時間表的不確定性，這兩家公司必須保持足夠靈活性以應對各種問題。

普惠公司正在研究各種促進發(fā)動機進步的先進技術，他們認為齒輪渦扇發(fā)動機(GTF)架構是該公司發(fā)動機未來發(fā)展的基礎。普惠公司工程高級副總裁杰夫•亨特表示: “對于商業(yè)航空行業(yè)而言，齒輪傳動渦輪風扇發(fā)動機架構對未來有著非凡的前景。新的GTF發(fā)動機技術遠比我們目前使用的5種發(fā)動機先進，能夠適應于不同的飛機平臺。”

CFM國際公司則采用了一種較為適用的方法，同時研究多種不同的發(fā)動機架構，以滿足飛機制造商的需求，同時也能夠隨著飛機制造商技術水平的提高，隨時能夠提供與飛機相匹配的發(fā)動機。此外，一般來講，由于發(fā)動機的架構依賴于與飛機的整合，只有等飛機制造商確定需求之后，才會最終進行對架構的決定。而他指出，未來的發(fā)動機架構的發(fā)展方向是單一的，不會像現(xiàn)在這樣多，就如同最早的飛機機翼都是木質機體，帆布蒙皮。CFM國際公司通過研究了18種不同的發(fā)動機結構，包括齒輪傳動的渦扇發(fā)動機，反向旋轉和無涵道的開式轉子發(fā)動機，以及簡單、直驅的單級發(fā)動機(如CFM56)，最終才研發(fā)出了Leap發(fā)動機。該發(fā)動機目前用于于波音737 Max(Leap-1B)、空客A320neo、(Leap-1A)和C919(Leap-1C)等飛機。每年通過發(fā)動機技術的提升和進步，能夠使飛機燃油效率提高約1%。也就是說，假設波音公司在未來十年中推出并交付NMA飛機，其發(fā)動機效率可能比Leap高出10-15%，而到2030年代可能會高出20%左右。

今年年初的一些跡象表明，波音公司傾向于推出NMA計劃，但在今年僅僅是決定去做，在2020年才會堅定的去做。波音公司已經(jīng)將NMA定位為一架200-270座，航程4000 - 5000 nm (7410 - 9260公里) 的飛機，并使用兩臺5萬磅(222kN)推力級的渦輪風扇發(fā)動機，并預期2025年投入使用。

波音公司表示，NMA不會使用革命性技術推動技術的飛躍，而是整合現(xiàn)有技術。通過該項目，可以幫助波音公司改變其現(xiàn)在的生產(chǎn)制造流程，為下一個項目做好充分準備，一些分析師認為波音公司的下一個項目可能是737飛機的替代品。

今年3月，本來就不確定的NMA項目變得更加不確定。第二架737 Max飛機墜毀，使波音公司陷入危機，這次事件的發(fā)生幾乎扼殺了該公司所有有關于NMA項目的公開討論。波音公司于4月的財報電話會議上被問及NMA，其首席執(zhí)行官丹尼斯·穆倫堡表示，現(xiàn)階段波音公司優(yōu)先將資源投向737Max，以盡快恢復運營。他補充說， 盡管如此，NMA的工作仍在繼續(xù)，仍有可能于2025年投入使用。

最初，CFM國際公司、普惠公司和羅羅公司都在競爭NMA的發(fā)動機。但今年2月，羅羅公司主動退出了競爭，給出的原因是其不確定能否按照波音公司的時間表，提供適配的發(fā)動機。然而更重要的，羅羅公司也表示，有興趣與另一家發(fā)動機制造商合作，一同為NMA項目提供發(fā)動機。

GE公司為NMA項目推出的發(fā)動機是比Leap發(fā)動機更大、更先進的衍生產(chǎn)品。該發(fā)動機的燃油效率比之前的CFM56高出15%，并且采用了Leap架構的簡單性以確保其可靠性，能夠滿足窄體飛機苛刻的飛行安排(窄體客機可能每天飛行五到六次。)

同樣，普惠公司一直在研究其GTF的新型別?，F(xiàn)今，GTF已經(jīng)用于A220、A320neos、巴西航空工業(yè)公司E-Jets E2以及開發(fā)中的日本三菱客機MRJs和俄羅斯伊爾庫特MC -21等多種飛機。GTF的齒輪將風扇和渦輪解耦，因此每個旋轉部件都能夠以最佳轉速旋轉，風扇的轉速約為渦輪轉速的三分之一。普惠公司表示，這種設計比上一代發(fā)動機的效率高出16%。早先，普惠公司較為關注GTF的齒輪提高了發(fā)動機的推進效率(衡量發(fā)動機將機械能轉化為飛機動能的程度)，現(xiàn)今已將工作重心轉移到提高發(fā)動機熱效率(發(fā)動機將燃料中的化學能轉化為機械能的程度)。發(fā)動機熱效率取決于發(fā)動機的運行溫度。為了讓發(fā)動機適應更高的溫度，普惠公司正研究更好的冷卻方法，改進涂層和增加先進材料的使用，如陶瓷基復合材料(CMCs)。

GE公司認同普惠公司的做法，該公司認為可以通過擴大CMCs的使用，從設計中擠出更多的熱力學效率。這種材料可以讓工程師減少從壓氣機引氣冷卻渦輪的空氣量。此外，通用電氣打算在發(fā)動機的冷段使用更多的添加劑制造部件和碳纖維復合材料，以幫助減輕重量。GE公司認為，在混合動力系統(tǒng)面世之前，陶瓷基復合材料是僅次于碳纖維的最好的進步。

發(fā)動機制造商也在展望更長遠的未來，尋求有望帶來更大效率提升的架構，其中的無涵風扇，也被稱為開式轉子技術并不是一個新鮮的概念。數(shù)十年前，包括通用電氣(GE)公司和波音公司在內(nèi)的幾家制造商已經(jīng)開發(fā)了無涵技術。最近，賽峰公司在2017年對一種開放式轉子發(fā)動機驗證機進行了地面測試。

無涵設計解決了一個阻礙傳統(tǒng)渦輪風扇效率的難題。工程師們知道他們可以通過增大發(fā)動機風扇的尺寸來提高效率，但隨著風扇直徑的增加，發(fā)動機短艙的重量和阻力呈指數(shù)級增長，抵消了收益。而無涵設計完全消除了發(fā)動機短艙，允許風扇在空氣中自由旋轉，從而實現(xiàn)更高的涵道比，開式轉子承受了所有的阻力，將阻力大小下降了數(shù)個量級。但無涵設計也提出了新的要求，飛機制造商和發(fā)動機制造商之間必須高度協(xié)調(diào)和集成，工程師必須找到降低設計固有噪音的方法。

但是迄今為止，沒有任何一種技術對發(fā)動機效率的提升，能與基于電力的推進技術相媲美。盡管大型飛機的全電動系統(tǒng)似乎仍局限于科幻小說的范疇，但混合動力系統(tǒng)似乎越來越可行，即使是對于中型航空運輸系統(tǒng)也是如此?，F(xiàn)今，普惠加拿大公司、柯林斯航空航天公司和聯(lián)合技術先進公司(UTAP)正在聯(lián)合開發(fā)混合動力飛機系統(tǒng)。柯林斯航空航天公司最近公布了在伊利諾斯州開設一個電動飛機系統(tǒng)“實驗室”的計劃，并正在與加拿大普惠公司和UTAP合作，為龐巴迪Dash 8-100渦輪螺旋槳飛機開發(fā)一種混合動力推進系統(tǒng)。GE航空公司設想的混合動力系統(tǒng)，為使用單個渦輪機為嵌入飛機機翼的多個小型和低阻力電動發(fā)動機提供電力.