近日,美国通用电气(GE)联合赛峰集团宣布启动RISE项目,同时双方基于CFM国际公司的50/50合资关系也将延长至2050年。RISE项目将对下一代单通道客机发动机进行优化,包括但不限于开放式风扇架构,这些创新技术将起到颠覆性的作用,为航空业节能减排增添助力。据悉,该项目预计将在接下来的几年内开始验证机的测试工作,并计划于未来十年开始配装到下一代窄体客机上,并正式投入使用。

美国通用电气(GE)积极应对气候问题,迎接行业挑战
近年来,气候问题越来越成为社会热议与关注的焦点,由此带来的全球性影响正促使各行业加快减少碳排放的步伐。航空业作为目前增长最快的运输行业,之前提出了“到2050年,二氧化碳排放量减至2005年的一半”的目标。而疫情对民航业带来的巨大挑战也对行业的可持续发展提出了更紧迫的要求。
“要实现这一目标,需要全行业通力合作。”GE全球副总裁兼中国总裁、GE航空集团大中华区总裁向伟明表示,“航空业的可持续发展需要从发动机和飞机技术革新、可持续航空燃料研发与运营、基础设施完善这三个方面入手。”
美国通用电气(GE)专注于航空、医疗和能源业务,GE航空集团在大中华区的装机发动机机队增长了60%,达到6400多台,成立了4家合资公司并在全世界100多个国家开展业务,在全球拥有17多万名员工。此次启动的RISE项目将在现役效率最高的发动机基础上,再减少20%的燃油消耗与二氧化碳排放,并与100%可持续航空燃料和氢等替代能源兼容,产生更高的可持续效益。值得一提的是,RISE并不是下一代发动机的名字,而是一个发动机“技术成熟与验证”项目。此外,RISE项目还将涵盖混合动力、复合材料风扇叶片、增材制造以及300多个独立的组件、模块和完整的发动机架构。
在发动机领域,GE航空集团已专注节能减排数十年。GE与赛峰集团合资的CFM国际公司研制的LEAP发动机是单通道飞机空客A320neo、波音737Max和中国商飞C919的动力装置,这款发动机与CFM56-7B相比,油耗和排放量均减少了15%;在中型宽体客机发动机领域,GE nx发动机的油耗和排放量比上一代CF6发动机减少了15%;在大型宽体客机方面,波音777X使用的9X发动机与90发动机相比,油耗和排放量均减少了10%。此外,为支线客机提供动力的Catalyst小型发动机的油耗比目前的传统涡轮螺旋桨发动机减少了20%。
除发动机主业外,GE 航空集团研发的FlightPulse数字工具已经被澳大利亚航空、国泰航空等航企使用。该软件可以记录整个飞行过程的数据,在航程结束后,飞行员通过数据对比,可以得知飞机的运行情况并对自己的飞行操作进行相应的调整,从而帮助航空公司减少油耗。
在数十年的积淀之上,6月14日GE 与赛峰集团携手推出了RISE项目,这也是CFM国际公司推出的减碳力度最大的项目。对此,向伟明表示:“这一项目旨在实现油耗和二氧化碳排放量较LEAP再减少20%,并在显著提高发动机性能的同时,符合国际民航组织制定的噪声和排放标准。更重要的是,保持CFM国际公司一贯领先的可靠性、资产利用率和总体成本,为客户提供最大化的价值。”

GE全球副总裁兼中国总裁、GE航空集团大中华区总裁向伟明
美国通用电气(GE)不断创新,研发先进技术
CFM国际公司始终致力于推动先进发动机技术的研发,不断挑战创新极限,促进行业的稳步发展。在过去40年里,凭借持续的技术突破,CFM发动机的油耗和碳排放较20世纪70年代末推出的初代发动机累计减少了40%。新的RISE项目为了实现碳排放进一步减少20%的目标,将采用一系列更具颠覆性的新技术。
纵观航空推进系统的演进历史,支持更大尺寸风扇和更高涵道比的新技术是实现效率提升的关键,而这也最终催生了开放式风扇架构的概念。据了解,RISE项目研制的开放式风扇发动机将达到0.8马赫(即80%音速)的飞行速度。在噪声方面,CROR发动机在2017年试验时便已达到与现役发动机大致的噪声水平。最近这几年,CFM国际公司又进一步积累了关于反推管理以及优化发动机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,开放式风扇架构发动机有望进一步减少噪声。
由于开放式风扇架构发动机没有风扇机匣,风扇叶片的安全问题成了业界关心的焦点。在谈到该问题时,向伟明表示:“RISE项目验证的开放式风扇架构发动机也将采用复合材料风扇叶片。自1995年以来,复合材料叶片已先后应用在GE90、GEnx、LEAP和GE9X发动机上,累计使用1.4亿小时。此外,我们的复合材料螺旋桨叶片也应用于一系列支线和军用飞机,已经累积了超过3亿飞行小时。这些丰富的经验将为下一代开放式风扇发动机的安全性提供有力保障。”
除突破性的开放式风扇架构外,RISE技术验证项目还将涵盖混合动力性能的研发,集成燃气轮机和电动马达,通过这一关键技术助力航空运输减碳目标的实现。虽然目前对于RISE项目将如何实现混合动力的技术细节还不得而知,但GE 和赛峰集团都具备电气工程、制造、配电和发电以及先进材料研究方面的领先经验。随着RISE项目的实施,CFM国际公司有望成为首家在单通道飞机发动机领域引入混合动力的公司。

美国通用电气(GE)以科技创新驱动可持续发展
“飞机制造是一个庞大而复杂的系统工程。”向伟明表示,“下一代的窄体客机一定是革命性的,需要新的设计、材料和技术,从而在满足航空公司对可靠性、使用成本和维修成本需求的同时,符合气候变化对行业提出的新要求。因此,RISE项目需要整个航空生态链的密切合作,未来航空业的进步也将更加依赖全行业的合作。”
多年来,GE航空集团已同全球各国建立了合作伙伴关系,携手美国联邦航空局(FAA)和美国航空航天局(NASA),通过CLEEN计划(即持续减少能耗、排放和噪声计划)推动可持续航空技术的研发。赛峰集团也与Avio Aero公司一同参与了欧洲清洁航空研发项目,共同致力于推动实现行业可持续发展的目标。此外,为确保新一代发动机与100%可持续航空燃料和氢能源的兼容,RISE项目小组还将携手业界伙伴,加速推动100%可持续航空燃料的认证与使用。
近日,美国通用电气(GE)发布了其全球可持续发展报告,报告中重申了其计划在2030年实现自身全球运营碳中和的目标,同时也表明希望在2050年实现自身运营与产品价值链活动产生的间接排放都为零,成为一家净零排放公司。为了实现这一目标,在未来,美国通用电气(GE)将与政府、客户和更多的业界伙伴携手合作,共同制订解决方案。这对美国通用电气(GE)而言,也意味着战略性机遇。同时美国通用电气(GE)也将进一步推进产品与突破性技术的研发,并与业内伙伴携手建设更加绿色环保的航空业,创造更高效的未来。
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