绿色 经济 创新 美国NASA的超高效发动机技术计划

NASA实施的超高效发动机技术(UEET)计划的目的是研究降低发动机的噪声、排气污染和提高发动机经济性的新技术,并将这些新技术用于新研制的发动机。在该计划下NASA将完成7个技术项目     

UEET计划近期工作重点

2004年，超高效发动机技术（UEET）计划调整了FY2004～2007的工作重点。调整后为：通过开发确保性的智能发动机革新技术，研制环境友好的清洁燃烧的涡轮发动机，进而达到大大降低有害排放和在保持高的性能的同时明显提高可靠性的目的。     

未来之路 21世纪大涵道比涡扇发动机技术研究计划

美国IHPTET计划成功带动了航空动力的技术发展,也刺激了其他有意争夺航空发动机领域制高点的经济实体,针对21世纪的新方向推出了更多的计划,如UEET、EEFAE、SILENCE、VITAL、CLEANSKY等,无论它们最终能否实现,至少为我们展现了多条通向未来航空动力的技术之路。     

TECH56技术计划的发展

为了满足21世纪研制高性能、轻重量、结构紧凑、高可靠性、低排放和低噪声的涡扇发动机的需求,并改进改型现有的航空发动机,CFMI公司于1998年初制定了为期3年的TECH56技术计划。该计划旨在开发和验证未来民用涡扇发动机的先进部件技术,为最终研制单级高压涡轮、中等压比的涡扇发动机提供技术储备。SNECMA公司负责研制后掠风扇、轻质结构和先进低压涡轮;GE公司负责研制高压压气机、低排放燃烧室、高压涡轮和刷式密封;SNECMA和GE公司共同研究高、低压涡轮的相互作用,开发轴承材料、声学技术和控制技术。以CFM56发动机为参照,TECH56技术计划的总目标是降低购买费用15％～25％,降低燃油消耗率4％～7％,降低维护费用15％～20％,NOx排放量降低到低于国际民航组织(ICAO)规定值的50％,噪声比FAR36第3     

NASA修订“重返月球计划”

2006年1月，美国国家航空航天局（NASA）修订了“重返月球计划”，强调采用通用性更好的乘员探索飞行器（CEV）与乘员运载火箭（CLV）。NASA不再为这2种飞行器分别研制上面级火箭发动机，而将采用“阿波罗”时代J-2发动机的衍生型号。此前NASA曾计划采用航天飞机的主发动机作为乘员运载火箭的上面级发动机。     

美国自适应发动机研究的进展与启示

为借鉴和参考美国自适应循环发动机的研究与研制经验,综述了美国变循环发动机演变至自适应发动机的3个发展阶段,重点介绍了其在多用途经济可承受的先进涡轮发动机(VAATE)研究计划下的自适应通用发动机技术(ADVENT)分计划、自适应发动机技术验证(AETD)分计划、自适应发动机过渡(AETP)分计划和空中优势自适应推进技术(ADAPT)分计划的开发与验证情况。分析总结出美国自适应发动机具有以下特点:技术先进且应用前景广泛,代表未来发展方向;变循环与自适应循环技术均不成熟,还需深入验证;技术研究采用竞争策略实施。     

GE公司涡扇发动机新型燃烧室的研制进展

在1999年,在美国国防部(DOD)、能源部(DOE)和NASA技术联合体确定的关键技术领域内,GE公司制定了燃烧室研制的技术路径,开始并行研制双环预混(TAPS)燃烧室(AST/UEET计划下)、驻涡(TVC)燃烧室(IHPTET计划下),远期还准备开发陶瓷基复合材料燃烧室(VAATE、TECH56).     

欧盟启动新的绿色航空发动机研制计划

在EEFAF和SILENCER计划之后 ,欧盟又启动了一项为期 4年的VITAL计划。该计划总预算为95 0 0万欧元 ,由SNECMA公司领导 ,合作伙伴包括RR、MTU、VOLVO、ITP、AVIO、RRD等欧洲重要发动机制造商。　　VITAL计划的目标是 ,以 2 0 0 0年的世界发动机研制的先进水平为基准 ,到 2 0 2 0年 ,发动机的噪声降低一半 (降低 10dB) ,NOx排放量降低 80 % ,CO2 排放量降低 5 0 % ,费用适当减少。　　SNECMA公司宣称 ,”VITAL计划的目标只有在技术实现真正的突破的前提下才能达到。”为此 ,该计划重点开发和验证以下技术 :1)开发无…     

航空发动机的发展前景

通过美国的综合高性能涡轮发动机技术 (IHPTET)计划和经济可承受多用途先进涡轮发动机(VAATE)计划 ,展望了燃气涡轮发动机技术的发展前景。介绍了非传统的新型发动机的研究情况 ,并指出了2 0 30年前可能出现的新型发动机     

TECH56技术计划的涡轮技术

在TECH56技术计划中,CFMI公司研制了一台高压涡轮。它的转子采用收敛-扩散式叶片,第1级静子采用3D气动设计的叶片。与现有CFM56发动机高压涡轮相比,该高压涡轮的叶片数减少了10％,效率提高近1％,级负荷增加15％,叶片所需的冷却空气流量减少了22％,前缘激波强度减弱了50％。这样,使得耗油率降低0.5％、排气温度改善10℃。 CFMI公司采用GE36桨扇发动机和YF120先进战斗机     

CFMI公司启动前沿航空推进（LEAP）技术计划

为了开发和验证CFM56发动机所需的更先进部件技术,1998年初,CFMI公司制定了为期3年的TECH56技术计划,现已实现预期目标。在TECH56技术计划取得巨大成功后,CFMI公司确定了CFM56发动机的未来发展方向,即:总运行费用(包括维护费用)逐步降低;结构设计更加完善;噪声明显降低;排放大大减少;循环参数最优化;控制更加高效;系统集成性明显改善等。为此,CFMI公司又启动了新的技术获取和成熟化技术研究计划———前沿航空推进(LEAP)技术计划,为CFM56系统发动机未来30年或更长时期的发展开发和验证更先进的技术。目前,CFMI公司基本确定了…     

关于新版综合高性能涡轮发动机技术计划——兼谈航空发动机研制中“基础技术”和“验证机”的重要作用

1 两项研究计划使涡轮发动机的发展如虎添翼 由于飞机对发动机性能的要求愈来愈高,采用常规方法研制涡轮发动机已远远不能满足飞机的要求。1988年,美国制定了综合高性能涡轮发动机技术(IHPTET)计划,目前已在提高发动机性能、可靠性、耐久性和缩短发动机研制周期方面取得了明显的成效。20世纪末,为了继续保持空中优势,美国国防部在总结IHPTET计划经验的基础上又制定了它的延续计划——经济可承受的多用途先进涡轮发动机(VAATE)计划。     

环保的航空发动机VITAL计划

环保的航空发动机VITAL(EnVIronmenTALly Friendly AeroEngine)计划是欧洲共同体在第6框架下实施的新的技术研究计划。该计划总投资额为9050万欧元,由SNECMA公司领导,欧洲9个国家的53家合作伙伴参与。它的目标是通过开发和验证先进发动机部件技术,在2000年发动机技术水平的基础上,使噪声降低6dB,CO2的排放值降低7%。为了实现上述目标,VITAL计划将开发的技术纳入到以下3种发动机方案中进行验证:SNECMA公司负责的对转的涡扇发动机(CRTF)方案;RR公司负责的直接驱动的涡扇发动机(DDTF)方案;MTU公司负责的齿轮驱动的涡扇发动…     

2002年超燃冲压发动机研究进展

(1)在多国合作的HyShot计划研制中,2002年7月,超燃冲压发动机飞行器在武麦拉靶场成功地进行了飞行试验,昆士兰大学的研究者成功地实现了超声速燃烧。试验飞行器用一枚两级火箭助推至330km的高空,在下降过程中,当飞行器在Ma=7.6飞行时,氢燃料喷入超燃冲压发动机。 (2)由霍普金斯大学应用物理实验室领导的一个协作小组,在NASA兰利研究中心的2.44m风洞中,进行了普通液体碳氢燃料的、完全一体化的高超声速巡航导弹发动机全尺寸试验,获得了净推力。这种双燃烧室超     

先进智能发动机研究与发展

智能发动机是1种先进的新概念航空发动机,是美国IHPTET计划及其后继计划——VAATE计划最核心的内容。对智能发动机,简述了其概念和特点,重点综述了其关键技术和其智能状态监视与故障诊断技术。     

2004年吸气式推进技术进展

2004年,吸气式推进技术取得了很大进展。有大量的民用发动机获得或接近获得FAA合格证．F135和F136联合攻击机发动机都进行了全尺寸的发动机地面台架试车,发动机技术计划继续取得成功,采用超燃冲压发动机的X-43在第2次和第3次飞行试验中成功验证了可控加速飞行,达到了M7和M10的飞行速度。     

CLEAN计划研制间冷回热循环航空发动机

为了进一步提高航空发动机的热效率和降低航空发动机的NOx排放量,2000年,欧共体在欧洲第5框架下起动了为期4年、总投资1亿英镑的高效且环保的航空发动机(EEFAE)技术平台建设。在该平台的环保航空发动机部件验证(CLEAN)计划下,德国的MTU公司和法国的SNECMA公司等提出并研究了间冷回热循环航空发动机。 CLEAN计划下的间冷回热循环航空发动机,包括齿轮驱动的先进技术风扇、低压轴上的减速齿轮箱、中间的     

TECH56技术计划即将结束

TECH5 6技术计划是CFMI公司的一项旨在开发和验证未来民用涡扇发动机先进部件技术的预先研究计划 ,与现役CFM 5 6发动机的相比 ,该计划将使费用降低 1 5 %～ 2 5 % ,燃油消耗率降低 4 %～7% ,维护费用降低 1 5 %～ 2 0 % ,NOx排放量降低到低于国际民航组织 (ICAO)规定的水平的 5 0 % ,噪声明显降低。该计划于 1 998年初启动 ,目前取得很大进展 ,预计在 2 0 0 4年上半年结束。　　TECH5 6计划风扇的研制目标是在给定的直径下提高风扇的推力 ,降低燃油消耗率 ,减少部件数 ,进而减轻质量 ,降低生产费用和噪声。 2 0 0 0年 ,直径为 1 .…     

涡扇发动机噪声抑制新技术

美国加利福尼亚大学尔湾分校（UCI）和NASA正在研究通过偏转二次气流（风扇气流）降低涡扇发动机噪声的创新的技术。     

美国高超声速涡轮基组合循环发动机的进展及分析

旨在为未来空天动力技术研究和产品研制提供参考与借鉴。综述了美国高超声速涡轮基组合循环(TBCC)发动机的进展,重点对与涡轮发动机有关的预研计划进行详细描述,如国家空天飞机(NASP)计划、高速推进评估(Hi SPA)计划、猎鹰组合循环发动机试验(Fa CET)计划等。总结与归纳了TBCC发动机的研究发展的特点:TBCC发动机一直是高超声速飞行器研究的关键技术;目前涡轮发动机的首选是现有涡轮发动机改进,未来可能选择正在预研的高速涡轮发动机或自适应发动机;冲压发动机和模态转换技术已经取得明显进展,但还需长期深入验证。