进博会首次展示RISE项目 GE如何助力“未来航空”减油降碳_1

浏览次数: 作者:admin 来源:未知 日期:2022-02-12
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在第四届中国国际进口博览会(下称“进博会”)的4.1H技术装备展区,已经连续四年参加进博会的GE,首次以数字多媒体形式,在国内展会展示其最新发布的RISE技术验证项目。

RISE项目(Revolutionary Innovation for Sustainable Engines——为实现可持续发动机而推出的革命性创新)是GE为重塑“未来航空”而打造的革命性创新项目。今年6月,GE航空集团和赛峰集团共同宣布启动了这一突破性的技术验证项目,旨在通过一系列全新颠覆性技术推进未来发动机的研发,实现较现役最高效窄体发动机减少20%以上的油耗和碳排放。

RISE项目计划于2030年代中期投入使用,未来也将助力航空业实现到2050年碳排放减半的承诺。这一创新项目的落地直接诠释了GE此次参加进博会的“驱动可持续高效未来”主题,也对正在制定2030年前碳排放达峰行动方案的中国来说意义重大。

颠覆性的RISE项目

交通运输业占全国终端碳排放的15%,且随着交通网络的快速发展逐年增加,目前已是我国碳排放增长最快的行业之一。因此,在服务经济社会发展的同时,实现绿色出行,是未来一段时间内我国交通运输业的要务。

而在交通运输行业中,航空业是重要的减排领域。据预测,未来20年中国的新飞机需求为8600架,每年新增客运量5.5%,在2035年远景目标中,还明确了在未来15年平均每年新增10个机场的规划。飞机的碳减排,对实现碳中和目标影响巨大。为此,国际航协(IATA)也设定了2020年起限制碳排放,到2050年,碳排放减至2005年一半的目标。

GE的RISE项目,正是在这一背景下诞生的。在今年7月发布的最新可持续发展报告中,GE也提出将在2030年实现公司运营层面的碳中和,在2050年力争实现包括供应链和所有售出产品的碳中和,成为“净零”企业,而通过提供更智能、更高效的航空出行等领域的技术解决方案,提高发动机燃油效率,降低油耗来实现更安全、更高效、更清洁的飞行,是GE公司实现碳中和,打造可持续发展的未来航空的关键。

据了解,RISE项目的目标,是要通过开式风扇架构,验证研发出较LEAP发动机再减少20%以上油耗和碳排放的技术。项目还将验证混合动力性能、100%可持续航空燃料及氢能源的兼容等,体现了GE航空集团与其合作伙伴在实现更低碳排放、油电混合动力性能、100%可持续航空燃料及氢能源兼容领域的不断探索。

航空推进系统的历史演进表明,要实现各项效率指标的突破,关键在于使用更大尺寸的风扇,以提供更大的涵道比,增加发动机的推进效率,从而降低油耗。

而GE全球副总裁、GE中国总裁兼GE航空集团大中华区总裁向伟明介绍,RISE项目预期在LEAP发动机的基础上,实现额外减少20%以上的油耗和碳排放目标,仅靠在目前的涡扇发动机设计上进行改良是无法达到的。因此,开式风扇架构成为实现这一指标的关键。

所谓开式风扇架构,就是没有了风扇机匣,这对发动机的研制来说,可以算是颠覆性的技术。而在这种架构下,如何保障风扇叶片的安全,不影响飞机安全,也是需要验证和解决的重点问题。

据了解,RISE项目将采用复合材料(碳纤维复合)风扇叶片。自1995年以来,复合材料叶片已先后应用于GE90、GEnx、LEAP和GE9X发动机上,累计飞行1.4亿小时,另外,这些复合材料叶片没有寿命限制。

目前,RISE项目已经进行了几次试验台测试,根据相关规划,RISE项目将于本世纪20年代中期进行验证机的地面和飞行测试, 计划于2030年代中期投入使用,届时,GE与赛峰集团50/50平股的合资公司CFM国际将成为首家在单通道飞机发动机领域引入混合动力的公司。

值得注意的是,开式风扇发动机与传统速度较慢、航超较短、噪音较大的支线飞机所采用的涡轮螺旋桨发动机虽然在外形上有些相似,实则全然不同。据了解,未来以开式风扇架构研发的新一代CFM发动机,能提供与当前涡扇发动机相当的速度(可达0.8马赫)与噪音水平的同时,在油耗和碳排放方面也将实现显著改进。

最近几年,CFM公司又进一步累积了关于反推管理以及优化重量和复杂度的经验,加上近年来广泛开展的气动降噪工作,将帮助开式风扇架构发动机进一步减少噪音。

“RISE项目还将加速推动100%可再生航空燃料的认证与使用,”向伟明进一步透露,“随着未来更多企业研发生产可持续航空燃料,预计可持续航空燃料的价格将进一步下降。实现可持续航空必须依靠全行业的共同努力。”

助力中国航空业碳减排

据了解,GE是所有发动机制造商中,唯一一家在过去十年,实现了全谱系飞机发动机产品升级的公司,其中包括用于支线客机的CF34发动机、用于窄体机的LEAP发动机(为GE合资企业CFM国际的产品)、用于宽体机的GEnx发动机,以及用于大型宽体机的GE9X发动机。

而对GE及CFM早前研发的每一代新发动机来说,都实现了油耗和碳排放量的降低,对航空业的减排降碳工作作出了重要的贡献。

比如在本届进博会上展出的CFM国际生产的LEAP发动机(1:1.5剖面模型),就较其前一代产品提升了15%的燃油效率,降低了15%的碳排放,同时还大幅减少了它所驱动的飞机的噪音。

作为CFM56发动机的完美继任者,LEAP发动机沿袭了CFM一贯的高可靠性,并且结合了GE及赛峰发动机公司最先进的技术。

LEAP发动机共有三款型号,目前,空客的A320neo、波音的737 MAX以及中国商飞研制的国产大飞机C919客机,都选择使用了LEAP发动机。LEAP发动机家族在全球累计飞行已超过1300万飞行小时。

其中,LEAP-1A发动机早在2018年6月就开始交付中国客户了,目前共有10家大中华地区的航空公司,运营以LEAP-1A发动机为动力的A320neo系列客机。截至2021年9月底,在华运营的LEAP-1A发动机累计飞行小时数已突破200万飞行小时。更重要的是,LEAP-1A交付中国至今,仍保持着零空停的可靠性纪录,利来最给利老牌

凭借着LEAP优异的性能和可靠性,LEAP-1C发动机是中国商飞C919国产干线客机的唯一西方动力装置。

目前,GE和其合作伙伴正积极支持中国商飞完成C919六机四地的高强度试飞取证工作,并按照商飞的进度全力支持C919的交付工作。

据了解,C919国产干线飞机最快于今年年内交付首家客户东方航空,搭载CF34-10A发动机的国产支线飞机ARJ21,更是已进入了交付的快车道。而除了国产ARJ21飞机和C919客机提供了“心脏”,目前GE及其合资企业伙伴,还在全面参与的中国项目中还包括了“新舟”700,以及竞标中的CR929。

如今,GE仍在发动机新技术上持续投入,并在涉足更多创新前沿的领域,比如GE航空的Catalyst发动机,将会作为电混动力发动机的基础;Affinity发动机也在研发中,主要侧重于超音速公务机。

“高可靠性、高使用率、低油耗、低排放、低噪音始终是我们的追求。长久以来中国一直是GE全球除美国本土之外的最大单一市场和重要战略市场,也是GE全球发展的重要引擎和组成部分,”向伟明表示,“未来GE将继续专注航空领域的技术革新,以创新技术驱动可持续高效未来的承诺,助力中国实现绿色低碳的发展目标。”

文章作者

陈姗姗

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