英国发动机制造商致力于解决航空业碳排放问题

新型罗罗发动机3.7米宽的巨型风扇机匣。

罗罗Ultrafan发动机碳纤维复合材料叶片和钛合金前缘。

据外媒报道，英国罗罗公司和反应发动机公司日前正在加速新型航空客机发动机的研制，计划通过技术提升来增强发动机效率，减少碳排放。

罗罗公司布里斯托尔研发工厂表示：“我们与巨型机器人合作，铺设了数千条碳纤维带，形成了一个直径约3.7米的圆柱体，它将构成罗罗发动机公司Ultrafan的机匣。而且我们已经达到了生产能力要求。”罗罗公司还在耗资2500万英镑的工厂中开发了机器人，该机器人可以用碳纤维制成风扇叶片。

与以前的材料相比，用碳纤维制成的风扇机匣和叶片将使重量减轻20%。这一点对于航空航天行业来说很重要，这将意味着飞机的效率越来越高。目前航空航天行业承受着减少碳排放的巨大压力，而且航空交通发展却非常迅速。罗罗公司预计，未来20年全球将需要37000架新客机。

罗罗公司未来项目主管艾伦·纽比表示：“我们已经走了很长一段路，但挑战在于将排放量的降低与航空交通量的增长脱钩。”罗罗的Ultrafan发动机还采用了齿轮传动结构，从而使Ultrafan发动机的风扇尺寸更大，发动机效率进一步提高。这是一项创新技术，已在尺寸相对较少的美国普惠公司PW1000G发动机上使用，并在窄体客机发动机市场取得了很大成功。罗罗公司和其他航空航天业者还在研究飞机的电动和混合动力推进系统，不过在目前的技术条件下，对于长途客机，目前喷气发动机是唯一的选择。克兰菲尔德大学推进工程中心的动力和推进系主任伯力克·皮利迪斯表示，更轻的发动机意味着飞机结构可以更轻，风扇机匣减轻20%将对飞机设计产生很大的变化。

不过值得一提的是，英国反应发动机公司正在寻求逐步改变推进方式。该公司正在开发一种名为“佩刀”的火箭发动机，该发动机将用于高速飞机和航天器动力。该公司计划让飞行器达到5倍超声速以上，在这种速度下，进入发动机的空气可以达到1000摄氏度。显然，该温度会损坏发动机，因此，反应发动机公司开发了一种特殊的冷却系统，该系统是由厚度小于1毫米的微型管制成的，可以通过系统输送高压冷却剂，能够在0.05秒时间内将1000摄氏度总温的来流空气冷却到零下150摄氏度而不会结霜。

反应发动机公司计划2020年开始制造“佩刀”发动机，并于2021年对其进行测试。反应发动机公司的预冷器也可以在常规喷气发动机上使用，使发动机效率更高，这一想法已在罗罗公司进行了测试。根据皮利迪斯的说法，距离客机动力发生根本变化还需要30年。到那时，他认为将从目前的设计（基本上是发动机悬挂在机翼下方的吊舱式）过渡到“混合机翼”设计。在这种设计下，飞机机翼将和发动机融合在一起，发动机位于飞机顶部，并且甚至可能由氢燃料驱动，而氢气有可能成为一种极低排放的燃料。（周何聪）