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A320neo飛機最大的變化 你從名字看出來了嗎

 甘孜雄鷹 2019-04-17

  按照之前披露的計劃,南航首架(也是國內(nèi)首架)A320neo本月中就要交付了。希望這次不要再跳票。

  

  即將交付南航的A320neo 圖:Maurits E

  其實,A320系列從1987年首飛到現(xiàn)在,已經(jīng)面世快30年了。從產(chǎn)品周期的角度來說,早就應該更新?lián)Q代。于是,空客順應航空公司的呼聲,推出了A320neo,neo是new engine options/新引擎選項的縮寫,意思是新的A320最大的變化就在引擎上。

  而今天,我們要講的就是裝在小妞上的那對碩大無比的米老鼠耳朵,哦不,是引擎。

  

  裝配PW1127G-JM引擎的A320neo測試機 圖:空中客車

  準確的說,是成功「增肌減重」的普惠靜潔動力 PurePower PW1100G引擎。說到PW1100G,稍微內(nèi)行一點的同志可能馬上會想到:GTF!

  什么?GTF?和GTA有關(guān)系嗎?

  no, no, no, GTF是Geared Turbofan的縮寫(是的,航空業(yè)真的很愛縮寫)

  簡單的來說,GTF引擎和以前的渦扇引擎最大的區(qū)別就在于,GTF引擎多了一個『變速器』

  我們先來復習一下「高涵道比渦輪風扇引擎」的構(gòu)造:

  簡單的說,傳統(tǒng)渦扇引擎的工作原理就是:引擎核心的燃氣渦輪機通過一根轉(zhuǎn)軸帶動前端的風扇吸入空氣向后吹出,從而推動飛機前進。

  

  傳統(tǒng)渦扇引擎結(jié)構(gòu),可以清楚看到,整個引擎由一根轉(zhuǎn)軸串起

  

  傳統(tǒng)渦扇引擎工作動圖

  而正是這一根軸的設計,使得現(xiàn)有的渦扇引擎想要變得更加省油、更加安靜、更加輕便的時候,遇到了瓶頸。

  而GTF引擎的出現(xiàn)徹底突破了這個瓶頸。

  再講接下來的內(nèi)容前,我們必須跟你們介紹一下,這位可能是世界上最牛X的技術(shù)控之一的...老爺爺:

  

  Dr. Alan H. Epstein

  畢業(yè)于MIT航空航天學院

  普惠技術(shù)與環(huán)境副總裁,負責引領(lǐng)普惠技術(shù)發(fā)展發(fā)向

  MIT航空航天學院名譽教授

  美國工程院院士

  在今年的珠海航展上,本胖有幸和這位神級人物面對面,聊了1個小時的GTF發(fā)動機

  聊的,主要就是下邊這三件事:

  1 什么是GTF引擎?

  前邊說了,傳統(tǒng)渦扇引擎「一根軸」的設計已經(jīng)變成了提高涵道比的瓶頸。而解決方案說起來其實很簡單:在風扇和渦輪機之間加上一組變速齒輪。這樣一來,后邊的渦輪機轉(zhuǎn)的再快,前邊的風扇都可以繼續(xù)慢慢的轉(zhuǎn),也就可以做的更大,從而提高涵道比啦。

  

  GTF引擎的特別之處就是[2]處的齒輪箱,使得前端的風扇和后部能有不同的轉(zhuǎn)速

  而這個變速齒輪箱就是GTF名字里那個G (Geared)的由來。其實,業(yè)界的大拿們早在40年前就已經(jīng)想到了這個辦法。但是,當時的技術(shù)沒辦法造出能夠承受住渦扇引擎的「洪荒之力」的齒輪箱(基本上,這個直徑不過半米,重量不超100kg的齒輪箱,要能夠傳遞25兆瓦的馬力)。Epstein博士說「在真正開始研發(fā)GTF引擎之前,普惠花了10億美元去做單純的技術(shù)研發(fā)。從1988年到2008年的20年間,10億美元全部投入到前期技術(shù)研發(fā)。」

  齒輪箱的出現(xiàn)以及大概50種新技術(shù)的運用,使得PW1100G比同級別引擎少了6級渦輪,扇葉的數(shù)量也減少了40%。

  是的,早在1988年,普惠就開始研究GTF的相關(guān)技術(shù),到1992年,普惠首次將這個齒輪箱裝到引擎上進行測試。然后在2001年,普惠在加拿大做了一個全尺寸的測試。之后,普惠又在他們的波音747測試平臺上做了測試,直到2008年把裝有齒輪箱的引擎拿給了空客,他們又在A380上做了測試。就這樣,普惠用了20年的時間,只是為了將GTF引擎上最重要的這個零件研究出來。

  

  普惠的引擎測試平臺基于一架747SP改造而來,嗯,腰線是不是很熟悉?

  2 之前GTF引擎遇到的問題解決了嗎?

  你們大概還記得,去年年底卡航的處女座CEO Akbar Al Baker拒絕接收A320neo那件事。讓處女座CEO不爽的主要原因是初期批次的PW1100G引擎啟動的時間變長了,從2分鐘變成了4分鐘。而且據(jù)說新引擎怕熱,在熱浪滾滾的中東地區(qū)表現(xiàn)不佳。于是,就有了卡航拒收A320neo這么一出。

  對于這些問題,Epstein博士是這么說的:『最初的幾架飛機,引擎啟動時間比常規(guī)時間多了2分鐘,一般引擎啟動時間是2分鐘,那就一共成了4分鐘。』

  一臺引擎要額外的2分鐘,兩臺引擎4分鐘,假設一架A320neo每天飛4個航班,那一天下來就是16分鐘。對于凡事論分鐘計算的航空公司來說,細水長流也是很客觀的一筆賬。難怪處女座CEO會不開心。

  不過,這點小問題難不倒普惠,今年6月起交付的PW1100G引擎都不存在這個問題了。Epstein博士解釋道:『我們讓程序猿改進了一下軟件,順便把幾個早就想升級的零部件一并換了,然后問題就解決了?!?/p>

  本胖追問:『那這一切對引擎的性能表現(xiàn)有影響嗎?』

  聽到這個問題,Epstein博士的嘴角微微的上揚了,他說『Oh,當然沒有,引擎的表現(xiàn)比我們承諾的還好!我們承諾的一切:油耗、噪音、排放,引擎的實際表現(xiàn)都達到甚至優(yōu)于我們測試的數(shù)據(jù)。這大概是本世紀不多見的引擎了?!徽f完,博士臉上是這個表情:?

  3 PW1100G引擎表現(xiàn)那么好,實際運營數(shù)據(jù)怎么樣?

  談到PW1100G的表現(xiàn),博士的話匣子就關(guān)不上了,各種故事,各種數(shù)據(jù)。如果不是一旁的同事提醒,估計都剎不住車。

  而PW1100G引擎最大的特點,就是安靜。博士說:『在起飛的時候,飛機的噪音軌跡減少了75%!如果放在紐約,那就是少了50萬人能夠聽到飛機起飛時的噪音。』博士還開玩笑說:『在降落的時候,就算你把引擎關(guān)了,地面上的人都聽不出來區(qū)別。不過你不要真的去關(guān)引擎??!』

  這是有史以來的第一次,降落時飛機產(chǎn)生的噪音比引擎的噪音都要大。也就是說,飛機放輪的風噪、液壓系統(tǒng)的聲音等等,加起來比引擎的噪音還大。

  這是什么樣的概念呢?嗯,看過《Sully》嗎?大概就是雙發(fā)失效以后那么安靜…

  不過,據(jù)說PW1100G的實際表現(xiàn)招來了很多「抱怨」

  飛行員跟普惠抱怨:以前靠聽聲音就知道引擎有沒有在轉(zhuǎn),現(xiàn)在不看儀表都不知道引擎在轉(zhuǎn)。#求飛行員以為引擎停轉(zhuǎn)時的心理陰影#

  飛行員還抱怨:你們怎么不按套路出牌,這么大的一個引擎,響應速度比以前的小引擎還快!起飛的時候才滑跑沒多遠就拉起來了...感覺像是回到航校飛螺旋槳的年代了。

  航空公司也跟普惠抱怨:你們說A320neo會很省油,讓我們少裝16%的油,我們照做了,結(jié)果現(xiàn)在剩下太多油了!早知道少裝點油,還能減少油耗油。

  據(jù)說,唯一沒有跟普惠抱怨的,是機務和簽派。

  機務同志表示:這貨少了6級渦輪,維護修理都輕松多啦!

  簽派同志表示:簽派可靠率高達99.9%,媽媽再也不用擔心我臨時換飛機累到頭發(fā)白了

  

  就是這個像碟子一樣的齒輪箱,使得GTF引擎如此神奇

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