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新一代开放式风扇发动机RISE：风扇直径3.3米，叶片采用碳纤维复合材料，减排20%，减重1吨

2023-07-05 来源：知乎@Equfed 浏览数：601

　　在今年的巴黎航展上，CFM国际展示了正在开发的开放式风扇发动机RISE项目（可持续发动机革命性验证项目），而波音和空客都在帮助测试这种全新的发动机设计，新的发动机有望成为本世纪30年代中后期所有新飞机的主要动力来源。新的发动机设计旨在将喷气发动机的CO排放量减少至少20%。

　　带有巨型开放式风扇的新型发动机将改变飞机的外观，并大幅减少下一代新型喷气式飞机的碳排放。本月波音公司首席执行官戴夫卡尔霍恩表示：你不能否认它带来的排放和效率提升。空中客车首席技术官萨宾·克劳克表示：空客计划在2025年左右，在A380超大型喷气式客机上试飞CFM概念的开放式风扇发动机。

　　波音预计将在一架萨博（Saab）340涡轮螺旋桨飞机上试飞CFM设计的另一个突破：节省燃料的混合动力。

　　RISE，是CFM在2021年揭晓的下一代涡扇发动机项目。RISE旨在于将燃油消耗和碳排放相比目前最先进的涡扇发动机再降低20%，这将是实现2050年零二氧化碳目标的重要一步。

　　RISE的核心创新点包括开式风扇结构，碳纤维复合材料风扇叶片，CMC等等，这些技术是在此之前实际已经得到了应用或者深度测试，为RISE项目的发展铺平了道路。下面将介绍其中部分技术及其发展应用。

　　1，可变距风扇叶片

　　目前全球涡扇发动机中仅有罗罗的ultrafan真正应用了此项技术，而RISE也将采用该技术。实际上，在1978年GE就和NASA发展了一个此技术的验证发动机——QCSEE，当时QCSEE将涵道比提升到了空前的11：1，达到了极为优秀的燃油效率，并且采用了近些年才成熟的齿轮传动技术，关于这种发动机，谷歌即可得到NASA的完整报告。

　　QCSEE发动机

　　2，开式风扇

　　开式风扇结构最早在80年代由GE和Safran联合发展，采用开式风扇的GE36第一次于1988年亮相，GE36有两组完全暴露且反向旋转的叶片。顺便说下，GE36这台发动机很有意思值得单独研究。

　　GE-36

　　3，碳纤维复合材料叶片

　　该技术已经广泛用于GE的发动机上，如GE90，GEnx，GE9X，最初于1995年应用在GE90上，该项技术大大降低了叶片重量并提高了燃油效率，截至目前，使用该技术的发动机总飞行时长达到了两亿小时。

　　采用了碳纤维复合材料叶片的GE90发动机

　　4，CMC

　　CMC材料是陶瓷基复合材料的简写，这种材料已经运用在LEAP系列和GE9X上，XA100也采用了这种材料。CMC重量只有铁的三分之一，却可以经受住2400华氏度的高温，使用CMC和3D打印组件的LEAP系列发动机燃油效率相比于先前型号提高了15%。基于CMC材料，在2021年NASA与GE合作为RISE开发新的核心机，包括压气机，燃烧室，高压涡轮。