波音新型中型客機NMA項目的發動機進展

近期， 有關波音公司「新型中型飛機」（NMA）項目發動機選型的話題非常活躍。

該項目自推出至今，其發動機問題遲遲未有解決，現今或許已成為一個備受關注的複雜學術問題。兩個競爭NMA發動機合同的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下一代窄體飛機發動機，同時也都希望其下一代產品能實現高達兩位數的效率提升。此外，由於NMA項目規格和研發時間表的不確定性，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動機進步的先進技術，他們認為齒輪渦扇發動機（GTF）架構是該公司發動機未來發展的基礎。普惠公司工程高級副總裁傑夫·亨特表示：「對於商業航空而言，齒輪傳動渦輪風扇發動機架構有著很好的前景，新的GTF發動機技術遠比目前使用的5種發動機先進，能夠適應於不同的飛機平台。」

CFM國際公司則同時研究多種不同的發動機架構，以滿足飛機製造商的需求，同時也能夠隨著飛機製造商技術水平的提高，能夠提供與飛機相匹配的發動機。CFM國際公司通過研究了18種不同的發動機結構，包括齒輪傳動的渦扇發動機，反向旋轉和無涵道的開式轉子發動機，以及簡單、直驅的單級發動機（如CFM56），最終研發出了Leap發動機。該發動機目前用于波音737Max（Leap-1B）、空客A320neo、（Leap-1A） 和C919（Leap-1C） 等飛機。每年通過發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10年中推出並交付NMA飛機，其發動機效率可能比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，波音公司傾向於推出NMA計劃， 但在今年僅是決定去做，在2020年才會堅定的去做。波音公司已經將NMA定位為一架200～270座， 航程4000～5000海里（7410～9260千米）的飛機，並使用兩台5萬磅（222kN） 推力級的渦輪風扇發動機，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，而是整合現有技術。通過該項目，可以幫助波音公司改變其現在的生產製造流程，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2架737Max飛機墜毀，使波音公司陷入危機。波音公司於4月的財報電話會議上被問及NMA，其首席執行官丹尼斯·穆倫堡表示，現階段波音公司優先將資源投向737MAX，以儘快恢復運營。他補充說，儘管如此，NMA的工作仍在繼續，仍有可能於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，提供匹配的發動機。近期羅羅公司也表示，有興趣與另一家發動機製造商合作，一同為NMA項目提供發動機。

GE公司為NMA項目推出的發動機是比Leap發動機更大、更先進的衍生產品。該發動機的燃油效率比之前的CFM56高出15%，並且採用了Leap架構以確保其可靠性，能夠滿足窄體飛機苛刻的飛行安排。

同樣， 普惠公司一直在研究其GTF的新型別。現今，GTF已經用於空客A220、A320neo、巴航工業E-Jets E2以及開發中的日本MRJ和俄羅斯MS-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的齒輪提高了發動機的推進效率，現今已將工作重心轉移到提高發動機熱效率，普惠公司正研究更好的冷卻方法，改進塗層和增加先進材料的使用，如陶瓷基複合材料（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， 從設計中達到更好的熱力學效率。GE公司認為，在混合動力系統面世之前，CMCs是僅次於碳纖維的最好材料。

發動機製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。數10年前，包括GE公司和波音公司在內的製造商已經開發了無涵技術。賽峰公司在2017年對一種開放式轉子發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渦輪風扇效率的難題，但無涵設計也提出了新的要求，飛機製造商和發動機製造商之間必須高度協調和集成，工程師必須找到降低設計固有噪音的方法。

文章來源：看航空

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