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打造更绿色的喷气式发动机 |
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| http://cn.newmaker.com
7/9/2010 4:24:00 PM
中国能源报
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在人人担心全球变暖的今天，高效而清洁的喷气发动机成为各大航空公司和飞机制造商的首选。出现这一现象的原因不仅在于环保，“绿色发动机”消耗燃料也更少，因此有助于降低成本、提高利润。
近年来，技术的逐步完善使得现代喷气式飞机每公里所消耗的燃料量仅是上世纪60年代的一半。尽管如此，仍有人认为，现在是重新设计飞机发动机的时候了。以色列R-Jet工程公司的老板大卫·利奥尔博士就是其中之一。
据英国《经济学人》报道，R-Jet公司开发出一种新型喷气发动机。据老板利奥尔声称，这种发动机可以减少使用至少25%的燃料，并且由于其独特的点火性能，这种发动机还可以削减3/4的二氧化碳及氮氧化物的排放。
据了解，喷气发动机普遍依据牛顿第三定律的原理进行工作。发动机运转时，前端的风扇吸入空气；空气经过压缩后与燃油一道被点燃；高温的燃气迅速膨胀，咆哮着冲出尾喷管。在喷管前有一组涡轮，涡轮与风扇连接在一根轴上。涡轮带动风扇又吸入了更多的空气，这样就产生了连续的循环。
R-Jet公司开发的新型喷气发动机，采用了一种名为“轨道燃烧喷嘴”（OCN）的装置，使空气和高温燃气在燃烧室内与压缩机和涡轮机一同转动，形成涡旋，然后进入燃料箱。这一涡旋由燃烧室内的叶片不停转动来维持。这种旋转动作有助于更好地混合空气与燃料，从而使燃烧更为迅速。之后排出的高温燃气同样通过涡旋推动发动机。
利奥尔博士表示，这种新型发动机不需要采用两组风扇，从而减少了发动机的组件，因而造价也更为低廉。同时，这种发动机的大小也只有同等动力的传统喷气式发动机的一半。
目前，这项技术还在研究阶段，R-Jet公司表示，还需要有更多的合作伙伴一同展开生产实践。为尽快打入发动机市场，R-Jet公司表示，OCN发动机可以首先用于发电，或者为无人驾驶飞机提供电力，随着技术的进一步完善，未来可以逐步被移植到喷气式飞机上进行应用。
事实上，大型飞机发动机制造公司目前都在探索喷气发动机生产的新思路。最明显的改变就是发动机的形状在不断变化。上世纪60年代，喷气式发动机是细长的，而如今，发动机的前端都十分开阔，以便安装巨大的风扇叶片。这种叶片可以将压缩机和燃烧室外90%的空气吹动并加以利用。这些空气虽然运动速度相对不快，但是体积巨大，从而可以提供大量的推动力，燃烧也更为有效，因此这种被称为“高旁通比涡扇发动机”的现代的发动机消耗的燃料普遍比20世纪60年代减少了一半。另外，由于有大量空气包裹，喷气式飞机后部的高温燃气产生的噪音也降低了大约80%。
此外，建造更加环保型的喷气发动机还可另辟蹊径：增大发动机的旁通比，采用开放转子的结构。这有点像回到了螺旋桨发动机的时代。许多设计方案都采用了两圈转向相反的风扇叶片结构，叶片短而坚固，由复合材料制作。老式的螺旋桨发动机的叶片安装在发动机前，而这种发动机的叶片在后面旋转。目前，劳斯莱斯公司（Rolls-Royce）与通用电气公司（GE）除了致力于改进常规的涡扇发动机外，都正在加大投入研制这种发动机。
当然，高旁通比涡扇发动机目前还处于发展阶段，传统型喷气发动机还是主流。不过，如果R-Jet公司此次开发的新型喷气发动机技术能够获得证明，那么将是发动机技术的又一次飞跃。
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