普惠新一代发动机:一个齿轮箱带来的改变

4月 30, 2022 资讯中心

2011年11月,美国《时代周刊》把普惠公司的静洁动力PW1000G发动机评为“2011年最伟大的50项发明”之一,并形容它是“2011年航空业最重大的发展”。然而,新一代的齿轮传动式涡扇发动机能否真正改变行业规则,还需要时间给出最终的答案。

几十年来,尽管飞机仍然繁忙地穿梭在天空中,但是整个航空业却常常因为高企的油价而陷入亏损的泥沼。在这种背景下,新飞机的开发,新技术、新材料的应用,可以使飞机的性能得到大幅度提高,从而使运营成本不断下降。这其中一多半是来自发动机性能提高的贡献。

如何让一台飞机发动机效率更高呢?通俗来讲,由于涡轮在高速运行时效率更高,而风扇在低速时效率更高。因此,最合理的方式是让低压压缩机以及涡轮机转速越高越好,让风扇转速越低越好。然而,传统发动机是用一根轴将这几个零部件连接起来的。由于这种设计,涡轮与风扇是以相同的速度运行的。

普惠公司推出的增加了先进齿轮系统的新一代发动机——静活动力发动机,能使发动机风扇在不同于低压压缩机以及涡轮机的速度下运转,通常后者速度可以达到前者的3倍,风扇转速慢可以直接令发动机噪音减小。同时,齿轮传动系统和先进核心机的组合,可以在提高燃油效率和降低排放方面实现两位数的改善。效率的提高,还使发动机内的零部件数量减少,可以降低维修成本。而这一设计,使普惠公司用去了20年的时间,并投入了10亿美元的研发费用。

普惠公司商用发动机业务开发副总裁齐德荣告诉记者,这款发动机正按计划推进,已在4个机型上得到成功应用:三菱支线喷气机MRJ、庞巴迪C系列、空中客车A320neo以及俄罗斯的伊尔库特MC-21。

据普惠公司商用发动机销售副总裁中野茂秋介绍,迄今为止,静洁动力发动机已经进行了超过2600个小时和8500次循环的整机测试,这其中包括三菱支线G发动机以及庞巴迪C系列飞机使用的PW1500G发动机。PW1524G现已完成超过1400个小时和3300次循环的整机测试,其中包括近250个小时的试飞和50余次飞行,并将在今年底完成发动机的适航取证。三菱支线喷气机MRJ所使用的静洁动力PW1217G发动机已经完成了超过1200个小时和5100次循环的整机测试。

据悉,普惠公司已获得了2500多份静洁动力发动机订单。普惠公司表示,这些订单将帮助航空公司将燃油消耗减少16%以上,运营成本降低20%,氮氧化物排放量减少50%,噪音水平至少降低50%。“传统的发动机的发展走过了顶峰,而新一代发动机的研发才刚刚起步。齿轮架构提供了革命性的研发基础,能够承载和融入更多新技术。这将在未来10年甚至更长的时间里,进一步降低发动机运营成本。”齐德荣如是说。

虽然由于齿轮箱的加入提高了效率,令原本发动机的零部件总量有所减少,但齿轮箱本身也将带来一定的维护成本。对此,齐德荣表示,齿轮箱的维修成本很低。简单来说,只有7个零部件是可以移动的,其中没有寿命件,大修时可以进行目视检查。

很自然地,这个革命性的齿轮箱也吸引了来自中国的目光。据了解,在空中客车A320neo选装静洁动力发动机的订单中,有超过50%的订单来自中国的客户。齐德荣也预测,装有PW1500G发动机的庞巴迪C系列客机在中国也将获得不俗的成绩。

因此,扩大在中国的业务也成了普惠公司的必然选择。对于新一代静洁动力发动机的售后维修,齐德荣表示,不排除未来会在中国建立维修工厂的可能。而长期以来,普惠公司与中国航空业建立了良好的合作关系。2009年9月,上海普惠发动机维修公司投入运营,成为了业内最大的独立第三方CFM56发动机大修服务供应商。