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作為四十餘年來全球成長最快的民航市場之一,中國民航成為GE致力航空減排極為重要的合作夥伴,中國民航也依託GE技術讓航跡變得更加綠色。GE航空與中國經濟、中國民航的雙碳事業,正共同起飛。

2021年,GE航空宣布了一系列技術創新計劃,以期為2030年代中期投入使用的新一代商用飛機發動機奠定基礎。從革命性技術到替代燃料,GE航空將為履行「航空業到2050年實現淨零碳排放」的承諾交上獨一無二的答卷。

開放式風扇:減排20%的技術法寶

在現役最高效發動機的基礎上,我們能否將燃油效率進一步提高?如果詢問GE航空的總工程師Chris Lorence(克里斯·勞倫斯)這一問題,他會告訴你,現在就是開放式風扇技術大顯身手的時刻。

GE和賽峰集團的50/50平股合資公司CFM國際於2021年6月宣布推出RISE(Revolutionary Innovation for Sustainable Engines),項目核心即最大化發動機的推進效率,其中備受矚目的一項技術即開放式風扇設計——航空業履行降碳承諾的一大制勝法寶。

縱觀航空推進系統的演進歷史,支持更大尺寸風扇和更高涵道比是實現效率突破的關鍵;而開放式風扇架構通過消除風扇涵道來獲得更高的涵道比,由於風扇壓力降低,發動機效率可得到大幅提升。同時,RISE項目還力求在現役最高效發動機的基礎上,將油耗和碳排放再降低20%以上。

緊湊型發動機:小內核,高效率

RISE項目正在研究的另一項重要技術是緊湊型發動機核心。

2021年末,GE與美國宇航局共同宣布,GE將測試並升級緊湊型發動機核心機設計,以提高熱效率,包括高速增壓壓縮機、低排放燃燒室和高壓渦輪技術等。

為進一步實現低碳高效,GE還會持續研發先進的耐熱材料陶瓷基複合材料(CMCs)。GE預計,這項技術將在未來十年內開展地面測試。

混合動力:植根GE企業基因

1882年,GE的聯合創始人托馬斯·愛迪生創建了世界上第一個電網。如今,GE的電力設備供應了世界上三分之一的電力。

得益於這一天然的業務優勢,GE在飛機和發動機系統的電氣化方面擁有獨一無二的經驗。去年秋天,美國宇航局宣布選擇GE航空助其開展電動動力系統飛行演示(EPFD)項目。此前,GE在飛機和發動機系統的電氣化領域已深耕十餘年。期間,GE工程師完善了混合動力系統里的電動機、發電機和電力轉換器等各個組件。

通過與美國宇航局合作開展這項價值2.6億美元的項目,GE將完善一個兆瓦級混合動力電動系統,並以改裝後由GECT7-9B渦軸發動機驅動的Saab340B作為試驗台,驗證該系統應用於單通道飛機的飛行。

SAF:以綠色驅動展翅藍天

2021年12月1日,由美聯航運營、首架使用100%可持續航空燃料(SAF)的客運航班成功執飛。該航班由CFMLEAP-1B發動機提供動力。較之傳統航油,SAF由更可持續的原料和工藝生成,可有效減少生命周期內的碳排放。無論現在還是將來,GE和CFM國際的所有發動機都支持使用經批准的SAF。

據GE航空的燃料工程負責人GurhanAndac(居爾汗·安達克)介紹,此次飛行對於將SAF最高混合比例提高至50%以上具有重要意義——目前已獲准使用的SAF是石油基燃料JetA/JetA-1與SAF成分的混合物,二者的最大混合比例僅為50%。由安達克所領導的國際工作小組正在開發支持採用100%SAF的標準化行業規範,這種SAF不需要與傳統噴氣燃料混合。

「過去也曾有其他飛機採用100%SAF進行飛行,使用的也是GE和CFM的發動機,但在這次飛行中,我們將兩種不同的SAF混合在一起,所獲得的滴入式(drop-in)燃料可與整個機身和基礎設施兼容。」安達克表示,「這次飛行告訴我們,滴入式(drop-in)合成燃料能夠完全替代傳統噴氣燃料。」

在2021年的迪拜航展上,GE宣布將與阿聯酋航空和阿提哈德航空合作開展SAF項目。今年,GE航空計劃進行更多100%SAF的試飛,助力航空業綠色展翅。(《中國民航報》、中國民航網 記者胡夕姮)

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