为什么燃气涡轮发动机仍然是罗罗公司的核心焦点
发布时间: 2023-10-09 00:51:46    作者:电竞比赛押注平台app


  导读:据flightglobal网站6月24日报道,罗罗公司的商用发动机业务在今年的范堡罗航空展上发生了改变,更精简,更零落,更专注于脱碳,但是燃气涡轮发动机仍是该公司的核心。

  疫情加速了该公司历史上最大的重组计划,随后这家总部在英国的航空发动机制造巨头,削减了数千个工作岗位,并大幅削减了成本。

  但是,尽管业务本身已经重塑,但其对燃气涡轮发动机至上的基本信念并没有,罗罗公司航空航天技术和未来项目总监艾伦·纽比(Alan Newby)表示:“我认为有时人们相信未来是氢燃料,未来是SAF(可持续航空燃料),未来是电动,因此燃气涡轮发动机在未来的航空动力市场中没有位置。”

  纽比解释道:“我会说恰恰相反,因为在未来的世界中,无论你是以某种形式燃烧SAF还是氢气,你都需要一个高效的燃气涡轮发动机。而且效率很有可能会一直上升,因为这些新燃料可能供不应求,或者比今天的煤油更昂贵。”

  他强调,这并非是说其它新技术就没有一席之地:在短期内,增加SAF的使用将是该行业实现净零排放目标的主要途径,特别是对于长途航空飞行。此外,氢燃料似乎是未来的首选燃料。此外,其他突破性技术,如全电动或混合动力系统,将从燃气涡轮发动机中榨取更高水平的性能,或者能够适用于区域或通勤飞机等市场。

  但重点仍然集中在燃气涡轮发动机上,而且,正如纽比所指出的那样,“如果不谈论UltraFan超扇发动机,在航空动力上谈任何演示样机都是不完整的”。

  UltraFan发动机是罗罗公司自2014年宣布该计划以来,在每次罗罗公司简报中都占了重要地位的主题。但随着该项目接近一个重要的里程碑,第一次全尺寸发动机运行,它正慢慢的变突出。

  纽比表现出一种明显的兴奋感:“我在几年前就是UltraFan超扇发动机的团队的一员,看到其从设计到走到工厂的整一个完整的过程。”他说。

  虽然许多基础技术,稀薄燃烧室、高温材料、复合钛风扇叶片和先进的低压系统已经在单独的测试中得到了验证,但UltraFan整机发动机将首次看到这些技术一起运行。“这其实就是将它作为一个系统整合在一起,以确保它协同工作并提供我们期望的东西。 “他说。

  纽比对UltraFan发动机何时运行没有给出明确答复。他说,UltraFan发动机是一个“复杂的机械野兽”,目前行业的仪器水平还有些受限,但对于该动力甚至连SAF燃料都已经准备好了,新的里程碑迫在眉睫。

  按照目前的尺寸,UltraFan演示样机将变成全球上最大的航空发动机,风扇直径为355厘米(140英寸),动力变速齿轮箱在早期测试中交付达到了64MW。与第一代遄达发动机相比,它应该实现25%的燃油消耗减少和二氧化碳改善,即便和最新的遄达XWB发动机相比,其效率也提升了10%。但稀薄燃烧室也将有利于降低CO和NOx的排放,并减少大约35%的噪声,这不单单是关于二氧化碳,而是关于整个对环境的影响方式。

  没有披露演示样机的推力等级,但罗罗公司表示该设计可以覆盖推力从25,000lb(约合110kN)扩展到100,000lb(约合440kN)。

  但正如纽比指出的那样,UltraFan演示样机“不是故事的终点”,因为“我们应该可以开发,可以增长和改进的架构”。

  这意味着最终发动机的生产,无论是单通道还是双通道客机的动力,从一开始就可以与100% SAF一起使用,在其路线图中具有氢兼容性,并且还可通过某种形式的掺混燃料。

  纽比表示:“如果空客或其他制造商说未来窄体客机的答案是氢燃料,那么我们大家都希望能够做到这一点,我们始终相信UltraFan超扇发动机的架构是正确的解决方案。

  从罗罗公司来看,对于绝大多数窄体和宽体客机应用,最合适的推进系统仍将是燃气涡轮发动机。发展更大的发动机尺寸,这是很多航空发动机制造商早已放弃的市场领域,或是发展其他技术,如全电动,混合动力和基于燃料电池的动力总成。

  “有很多替代解决方案。”纽比表示。“我们从始至终处于一个非常幸运的世界,在那里我们有一种适合所有应用场景的燃气涡轮发动机,燃气涡轮发动机燃烧所有应用的煤油,但将来可能不会这样。宽体客机甚至一些支线飞机,今天燃烧燃料的地方,就是产生二氧化碳的地方,这些都是仍然需要高效燃气轮机的解决方案,这就是为什么我们继续在这方面投入巨资。

  然而,可能补充燃气涡轮发动机的是一大批新兴技术。以电动为例。这一个话题给罗罗公司作为一个整体带来了一个有趣的难题:电池限制意味着一架大型全电动飞机几乎被排除在外,但罗罗公司电气部门,正在积极为新兴的城市空中交通市场开发动力系统。

  因此,对于罗罗公司民用航空航天公司来说,兴趣集中在混合动力上,并且有两方面:首先,它能够最终靠提高效率的方式为其大型发动机产品组合提供什么;其次,这项技术能否将公司带入新的,或者至少是长期专注的细分市场?

  解决方案从“宏观混合动力”架构(其中大量电力由电气系统提供)到“微型混合动力”,其中电气系统使用“存储的能量来支持燃气涡轮发动机”,无论是在飞行中还是在地面上。

  纽比表示,在2019年收购西门子eAircraft业务的帮助下,罗罗公司一直在研究电气系统的技术和属性,使其能够识别特定应用,并为特定行业量身定制公司的方法。活动包括运行其PGS1演示器,这是一对与改进的AE 2100涡轴发动机相结合的发电机,可以产生2MW的电力。PGS1最初是作为改装的BAe 146动力总成的一部分,作为制造商与空客公司一起运行的E-Fan X项目的一部分。

  纽比断言,疫情驱动的预算削减在它起飞之前需要一些时间,但“我们从地面测试中学到了很多东西”。

  “这是一次非常成功的测试,我们不难发现了电机,我们不难发现了它与燃气涡轮发动机的集成,控制,以及热管理和燃气涡轮发动机本身的控制。所以这是一个非常迷人的研究。做这个实验很棒,但真正重要的是你反馈到系统中的知识,以及你学到的教训,为未来提供信息。“纽比说。测试知识将融入产品研究,因为罗罗公司着眼于通勤和区域市场。

  燃料电池也可能在未来出现,罗罗公司的Power Systems业务正在进行工作,以评估“如何使氢燃料电池具有航空竞争力”。

  罗罗公司还正在研究使用液态氢作为燃料的可行性。“我们大家都认为,氢气在未来可能会发挥作用。因此,我们应该开始了解将其推向市场所面临的挑战,“纽比表示。罗罗公司专注于液氢使用所需的“高风险和具有挑战性的技术”,主要是围绕燃烧和热管理的问题。

  “这将通知我们关于液态氢可以多快地推向市场以及要解决的主要挑战的看法。” 纽比补充道。

  但是,由于人们谈论了很多关于航空“颠覆性”技术的讨论,对于像罗罗公司这样仍然以燃气涡轮发动机为核心的公司来说,似乎存在一个认知问题。“人们认为燃气涡轮发动机不会造成破坏,这是旧瓶装新酒,”他说。

  但是,正如你所料,罗罗公司采取了相反的观点。“你可以用我们在这里获得的技术来增强它,使燃气涡轮发动机成为未来可行和颠覆性的解决方案。

  罗罗公司民用航空航天公司进行的重组大幅削减:经营成本削减了12亿英镑(15亿美元),即35%;占地面积减少了27%;大约8700个全职职位(占劳动力的34%)被淘汰,这中间还包括约三分之一的管理层。这种人才外流的证据可以从现在在Liliium,Magnix和Vertical Aerospace等企业担任高级职位的前罗罗公司员工的数量中看到。

  这些行动有助于使业务“更强大,更精简,更简单,更高效”,罗罗民用航空航天总裁霍勒顿(Chris Cholerton)在最近的投资者简报会上表示。

  没有论据认为重组是必要的;但重组又是必要的。甚至在疫情爆发之前,罗罗公司就一直在与一系列危机作斗争,特别是在波音787的遄达1000发动机周围,遄达发动机涡轮叶片的耐用性迫使客户飞机停飞,并使制造商不得不进行了约24亿英镑的赔偿。

  然后,虽疫情的袭击和航空业的萎靡不振,罗罗公司发现了自己受到了双重打击:不仅新飞机的交付被搁置,削减了新发动机销售的收入,而且随着已安装的机队也没有飞行,服务收入也枯竭了。而且,跟着时间的迅速显现,罗罗公司所依赖的长途航空市场将比短途航空市场需要更长的时间才能恢复。这一些因素导致2020年和2021年的潜在经营亏损分别为25.7亿英镑和1.72亿英镑。

  正如霍勒顿所指出的,“在疫情之前和疫情期间加速推动了罗罗公司对成本降低和效率方面的强烈关注”。然而,他断言,这不单单是削减成本,而是显著的流程改善,以“出现一个从根本上更高效的操作系统”。

  霍勒顿认为,思维方法的转变也在整个企业中扎根,导致“人们更加相信能轻松实现和超越雄心勃勃的目标”。