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NASA,工业界将开始设计更可持续的喷气发动机核心

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图中显示了一个可能的未来通用电气喷气发动机,其核心机构的内部视图前方有一个外露的风扇叶片,这是NASA HyTEC研究项目的一部分。
这一艺术家概念展示了美国国家航空航天局和业界开发的小型核心喷气发动机,该发动机安装在通用航空航天公司的CFM RISE喷气发动机设计中。更省油的小核心为大型开放式涡扇发动机提供动力,这也有助于提高效率。这项工作是美国国家航空航天局可持续飞行国家伙伴关系的一部分,旨在帮助下一代超高效飞机的研发。
GE航空航天

美国国家航空航天局(NASA)和工业界很快将开始为下一代飞机设计一种新的喷气发动机概念超高效客机-正式毕业进入项目的下一阶段。

作为NASA目标的一部分使航空业更加可持续,该机构正在为混合动力电动涡扇喷气发动机开发一种小型核心,与目前的发动机相比,该发动机可以减少10%的燃料消耗。

喷气发动机的核心是压缩空气与燃料结合并点火产生动力的地方。通过缩小堆芯,可以提高燃料效率并减少碳排放。

项目的目标,命名为混合热效率内核(HyTEC)是为了展示这种紧凑的核心,并准备在2030年代为下一代飞机提供动力的发动机中采用该技术。HyTEC是NASA可持续飞行国家伙伴关系.

为了实现其宏伟目标,HyTEC分为两个阶段:

  • 第1阶段即将结束,重点是选择在核心演示器中使用的组件技术。
  • 从现在开始的第二阶段,研究人员将与GE航空航天公司合作设计、建造和测试一个紧凑的核心。

“HyTEC的第一阶段正在逐步结束,我们正在加快第二阶段,”美国宇航局格伦研究中心在克利夫兰。“这一阶段将以一项核心演示测试告终,该测试将验证该技术,使其能够向产业转型。”

开始的结束

在研究人员开始核心的设计和建造过程之前,他们必须探索用于发动机的创新新材料。经过三年的显著快速发展,HyTEC研究人员提出了解决方案。

内龙说:“从第一天开始,我们就一直专注于激光。我们开始这个项目时有一些技术目标和成功的指标,到目前为止,我们还没有改变任何一个目标。”。

为了缩小核心的尺寸,同时保持相同的推力水平,与今天使用的标准喷气发动机相比,热量和压力必须增加。这意味着发动机芯必须由更耐用的材料制成,能够承受更高的温度。

除了进行材料研究外,该项目还探索了先进的空气动力学和其他关键技术要素。

典型涡扇喷气发动机的横截面图,燃烧室为蓝色,高压涡轮为蓝色,而高压压缩机为黄色。
典型涡扇喷气发动机的横截面突出了HyTEC将努力推进的核心部件。这些部件包括高压压缩机、燃烧室、高压涡轮机和动力抽取部件。
美国国家航空航天局

接下来会发生什么

第二阶段建立在第一阶段的基础上,为地面测试创建一个紧凑的核心,以证明HyTEC的能力。

内龙说:“第二阶段非常复杂。这不仅仅是一个核心演示。”。“我们正在创造的是前所未有的,它涉及到许多不同的技术组合在一起形成一种新型引擎。”

HyTEC项目中测试的技术将有助于实现更高的旁路比、混合以及与可持续航空燃料的兼容性。

旁通比描述了流经发动机芯的空气量与绕过芯绕其流动的空气量之间的关系。

通过减小堆芯尺寸,同时增加其驱动的涡扇发动机的尺寸,同时保持相同的推力输出,HyTEC概念将使用更少的燃料,并减少碳排放。

“HyTEC是我们RISE项目的一个组成部分,”帮助GE航空航天公司领导RISE项目技术的Kathleen Mondino说道。“GE航空航天公司和NASA在推进最新航空技术方面有着悠久的合作历史。HyTEC项目建立在这种关系的基础上,以帮助规划更可持续飞行的未来。”

另一个难题是杂交。HyTEC的混合电力能力意味着核心也将通过电力进行增强,以进一步减少燃料使用和碳排放。

内龙说:“这台发动机将是第一台温和的混合动力发动机,并有望成为第一台生产混合动力飞机的发动机。”。

关于作者

约翰·古尔德

约翰·古尔德

航空研究任务理事会

约翰·古尔德(John Gould)是华盛顿特区NASA总部NASA航空公司战略通信团队的成员。他致力于公共服务和美国国家航空航天局在科学探索中的领导作用。在为美国航空航天局工作之前,他是一名太空历史学家和作家,对太空和航空有着毕生的热情。

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上次更新时间
2024年5月21日
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