英國羅爾斯?羅伊斯的勞斯萊斯最近研發(fā)了世界最大的航空發(fā)動機UltraFa，一舉打破了美國GE公司的GE9X在前不久剛剛創(chuàng)造的紀錄。UltraFa的推力達87000馬力，計625.2千牛。GE9X推力只有達470千牛。UltraFa推力的增加來自于它更大直徑的風扇——3.56徑，GE9X的風扇稍小一些達——3.4米。GE9X的發(fā)動機直徑達4.5米，涵道比達涵道比9.9:1，總壓比：60，推重比5.2。與上一代GE發(fā)動機相比可節(jié)省10%~15%燃油消耗。而UltraFa的發(fā)動機直徑、涵道比、總壓比相關數(shù)字未查到，理論上數(shù)據(jù)將更大，因為羅爾斯?羅伊斯的 UltraFan 渦輪風扇發(fā)動機與第一代 Trent 發(fā)動機相比，燃油效率提高了 25%。
UltraFa
在民用航空發(fā)動機方面相比之下，我們的軍用發(fā)動機與西方的差距其實還要小不少。WS-10C的雖使用壽命與大修間隔有一定差距，但推力與效率方面已追上世界第三代發(fā)動機頂尖水平，WS-15、WS-19更是跨過第四代發(fā)動機門坎，進入試階段，與F119、F135沒有代差，在第五代自適發(fā)動機方面，我們應該也在將進一步縮短差距。
而在民用發(fā)動機方面，我們的差距應該更大，當歐洲、美國爭奪世界最大推力的航空發(fā)動機時，我們的C919發(fā)動機卻面臨卡脖子，C929的發(fā)動機卻與俄羅斯扯著皮。當歐美的民用航空發(fā)動機都是用第一代來標識Trent發(fā)動機時，我們?nèi)話暝谂c俄羅斯的合作上，要知道Trent發(fā)動機是勞斯萊斯上一代的渦輪風扇發(fā)動的，而且是一個系列，是大型民航飛機應用得比較多的一個系列飛機引擎，不知道目前使用的發(fā)動能達到這個系列中的哪一款水平。
GE9X
其實這個差距還在拉大中，當我們在苦苦追趕時，歐美民用航空發(fā)動機已在發(fā)展下一代概念。據(jù)報道：UltraFan不僅比它自己的第一代Trent發(fā)動機少用大約四分之一的燃料，這讓它運行成本更低，航程更長，而且還具備第一代發(fā)動機沒有的優(yōu)勢，那就是其改進型可以支持航空業(yè)到 2050 年向凈零排放轉(zhuǎn)移。一是更有效地捕獲氮氧化物的排放，將其減少約40%。二是它可以很大程度消除了微粒排放。三UltraFan 的可擴展技術，四是窄體和寬體飛機的燃油效率進一步提高 10%。五是勞斯萊斯還在研究混合電氣化和氫氣燃燒，以實現(xiàn)全面脫碳。也許會設計成使用100%的可持續(xù)航空燃料，UltraFan 計劃旨在提供各種可持續(xù)發(fā)展選擇。
行星式動力齒輪
UltraFa與GE9X兩款發(fā)動機的大尺寸風扇葉片，直徑均在3.5米左右，GE9X的布置形式為雙轉(zhuǎn)子，結構上采用1-3-11-2-6，16個風扇葉片全部采用第四代碳纖維復合材料。UltraFan應該也采用了類似布局，因為它們都在風扇和后面的壓縮機之間運行一個行星式動力齒輪箱。此舉可保證風扇以其最佳的較慢速度運行，而壓縮機則以其最佳的較高速度運行。
航空發(fā)動機的材料、結構設計、加工工藝每一個環(huán)節(jié)都是關鍵，材料是窮舉化選出出來的，結構設計中凝聚著一代又代人的智慧，加工工藝則是不斷試錯的結果，這些都是時間與錢堆出來與。目前我們的長江1000、長江2000正在研發(fā)中，隨著不斷的試機，我們的民用發(fā)動機也將進用高速迭代的時代。同時我們渦扇15已進入空中試飛階段，假以時日，以WS-15為核心機為基礎的系列軍民發(fā)動機必將碩果累累。
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