新型喷气发动机减少油耗15%

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  空中客车公司将采用一种新型喷气发动机,进而改善燃油效率。
  
  航空发动机使用新型变速螺旋桨系舰统,不但可以减少污染,还能提高空中运输的效率。开发这款发动机的美国发动机制造商普惠公司(Pratt andWhitney)已经签署了一揽子协议,以保证该发动机在2016年投入使用,用在下一代的空中客车A320上。
  该发动机的设计有望显著降低噪音污染和一氧化氮排放量,油耗减少高达15%。空中客车公司CEO兼董事长汤姆·恩德斯(Tom Enders)表示,燃料的节省意味着每架飞机每年将会减少3600吨的二氧化碳排放量。
  普惠下一代产品集团(NextGeneration Product Family Group)位于美国康乃迪克州的东哈特福德(EastHartford)市,它的首席工程师格拉汉姆·韦勃(Graham Webb)表示,新型变速螺旋桨系统分离了发动机涡轮,气流通过时涡轮会转动,它与前端巨大的进气风扇分离开来,就可以使两者的运转都达到最佳速度。
  佛罗里达代托纳比奇(DaytonaBeach)市艾姆伯里·利德尔航空大学(Embry-Riddle AeronauticalUniversity)的航空工程师马戈迪·阿提亚(Magdy Attia)表示,螺旋桨式涡扇发动机(turbofan)的构想并不新鲜。这种类型的发动机齿轮装置最初设计要追溯到20世纪80年代。“但航空工业非常抗拒变革,”他说,“齿轮变速箱很沉重,口碑不好,并存在很多问题。”
  阿提亚表示,如果这些问题都能被克服,那效率增加的回报将会相当可观。他认为其他发动机制造商有可能会跟风,去开发他们自己的变速螺旋桨。
  普惠公司开发的新型发动机是一种涡扇发动机。和其他喷射发动机一样,这款发动机也是在压缩空气通过时燃烧燃料s空气一燃气混合物膨胀以后会产生推力。但涡扇发动机的前端风扇会推动发动机周围运动速度较慢的空气,让它与更快的炙热燃气混合,以产生额外的推力。
  的确,涡扇发动机产生的大部分推力来自于这种旁通空气。因此,所需的喷气发动机更小,消耗的燃料也更少。发动机周围的空间也有助于减少噪音。
  涡扇发动机的外涵道和内涵道的空气流量之比称为涵道比(bypassratio)。“现代发动机的设计趋势是追求越来越高的涵道比,因为涵道比越高,发动机的效率就越高。”阿提亚说。目前,平均的涵道比为8:1左右。变速螺旋桨系统将会使新发动机的涵道比提高至12:1。
  涡扇发动机前端进气风扇的驱动,是依靠涡扇转动,其转动的动力来自燃烧后的气体喷射。新型发动机使进气风扇的转动速度维持在涡轮速度的三分之一,这种改变有助于改善推进效率。“这让二者(涡轮和进气风扇)都能以最佳速度转动。”韦勃说。
  这种设计也使得发动机的其他部件得以简化。“我们可以去掉几处低压涡轮机级(turbine stages)和两个低压压缩机级(compressor stages),”韦勃说,“这些改变总计能减少发动机上1500个螺旋桨叶片,大幅减少了航空公司的维护费用。”
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