飛機發動機未來發展趨勢暢想

摘要：發動機是飛機的“心臟”，為飛機飛行提供動力需要。航空運輸業的發展離不開發動機的作用發揮，因此在科學技術的帶動下，未來飛機發動機也將擁有廣闊的發展前景，文章主要從經濟性、環保性兩個方面對飛機發動機未來發展趨勢進行了暢想。

關鍵詞：飛機；發動機；未來發展

發動機為飛機飛行提供了動力，是飛機的”心臟”。發動機對飛機的性能、可靠性、經濟性有著直接的影響作用，同時發動機也是衡量一個國家國防實力、科技發展的重要標志。飛機發動機已有百年發展歷史。從上世紀初期發展到今天，飛機發動機經歷了活塞式發動機到噴氣式發動機的轉變。噴氣式發動機也有多種類型，燃氣渦輪發動機、渦輪噴氣發動機、渦輪風扇發動機等。渦輪噴氣發動機發展的同時，還出現了渦輪螺旋槳發動機、渦輪軸發動機。

飛機發動機是一種復雜度、精密度較高的熱力機械，工作環境也較為特殊，需要長時間在高溫高壓高轉速環境下運行，因此飛機發動機制作難度較大，研發時間較長。甚至發動機研發時間長于整個飛機研發時間。當前世界范圍內只有美國、英國、俄羅斯等幾個國家具備獨立研制飛機發動機的能力。發動機是飛機飛行的基礎。隨著航空運輸業的不斷發展，飛機發動機也將繼續發揮出其不可取代的作用。

航空事業的不斷發展，對大飛機的需求也日益增強，大飛機將是未來飛機的主要發展方向。而這一趨勢下，發動機也將隨之發展，滿足大飛機發展的需求。發動機未來發展時，主要朝著經濟性、環保性方向發展。

一、飛機發動機發展的經濟性

飛機發動機制造成本以及維護成本直接影響到飛機性價問題。飛機發動機成本可以從如下幾方面進行成本控制。

（1）材料工藝的選擇。由于飛機發動機的特殊應用場所因此要求發動機應具有高溫性、高強度性。早期的飛機發動機使用鈦鋁材料制備，隨著真空冶煉技術的不斷改進合金中的有害雜質逐漸分離，使得飛機材料性能提高。在以后的發展中可以使用Ti金屬制作飛機發動機，此外由于Ti金屬的制備需要消耗大量的電能才能制備，未來可以開發新的催化劑加快鈦反應效率，這樣可以降低飛機發動機制備。

（2）能耗問題。隨著能源日益枯竭，能耗問題直接影響到飛機運行問題。對于飛機發動機節能降耗可以從飛機體重和燃料使用率進行研究。飛機發動機質量下降能夠使飛機飛行更遠的距離，而飛機發動機質量的降低則取決于新型材料的研究，未來飛機發動機將朝向質量輕的方向進行。對于飛機燃油率的提高問題可以通過控制技術進行改進，比如可以使用壓縮進氣等提高發動機燃料利用率。

二、飛機發動機發展的環保性

近些年來環境問題日益嚴重，人們開始意識到環保的重要性，各行業發展時都開始引入環保理念。環保是當今及未來企業發展必須堅持的理念，航空運輸業的發展也不例外。航空運輸的發展對氣候產生較大影響，也會帶來噪音，因此航空運輸業未來發展時應堅持環保性要求，減少對環境的污染和危害。作為飛機的”心臟”，發動機發展時也勢必會和航空運輸業保持一致，堅持環保性要求。因此發動機未來發展的一個主流趨勢便是環保性。當前發動機發展時已經取得一定環保效果。如本世紀初期，一些民用渦輪風扇發動機在降噪、減排等方面已經取得良好成績，如通用電氣公司生產的GE90發動機、普惠公司生產的PW4084發動機等，都順應了當今時代環保需求。為了促進發動機的發展符合環保性要求，美國、歐盟國家等已經開展了相關技術的研究，以減少發動機運作時產生的噪音污染、排量大、危害機組人員身體健康等問題，同時也給這種環保性的發動機起了新的名字——綠色發動機。綠色發動機的環保主要體現在如下幾個方面：

（1）排放小。上世紀90年代末期美國發起的超高效發動機技術計劃（簡稱UEET）中，實現了氮化物、二氧化碳排放的有效減少，相比GE90發動機，氮化物排放量減少了20%。通用電氣公司等發動機研制企業合作開始了TECH56項目研究，該項目降低了氮化物的排放量，且遠遠低于ICAN要求的氮化物排放指標。目前通用電氣公司正在進行LEAP56TM項目的研究，旨在通過LEAP56TM項目的研究為未來飛機發動機發展奠定了技術基礎。該項目研究時，也將氮化物、二氧化碳排放量的降低當作其中一個研究目標，希望實現氮化物低于標準60%的排放目標。

（2）減少噪音。飛機飛行時會出現較大的噪音。噪音將會影響到機組人員的身體健康，因此綠色發動機發展時減少噪音也是其發展目標。美國公司曾對低噪音風扇技術進行了研發，有效降低了發動機運作時的噪音。通用電氣公司在其；ESP56研究項目中研發了符合材料風扇葉片等技術，并應用在發動機中，有效降低了發動機的噪音。

科學技術的不斷發展，將會促進飛機發動機朝著更加經濟、更加環保的方向發展。通過各種新技術的研發和應用，提高發動機的經濟性、環保性，更好的為發揮出飛機“心臟”作用，促進航空業的發展。

參考文獻：

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