美国宇航局与行业合作伙伴将启动更可持续的喷气发动机核心设计工作

美国宇航局与业界一起，很快将开始为下一代超高效客机设计一种新的喷气发动机概念——正式进入该项目的下一阶段。

作为 NASA 使航空业更具可持续性的目标的一部分，该机构正在开发一种用于混合动力电动涡轮风扇喷气发动机的小型核心，与当今的发动机相比，该发动机可以减少 10% 的燃油消耗。

喷气发动机的核心是压缩空气与燃料结合并点燃以产生动力的地方。通过缩小这个核心，可以提高燃料效率并减少碳排放。

该项目名为混合热效率核心 (HyTEC) ，其目标是展示这种紧凑的核心，并准备好在 2030 年代为下一代飞机提供动力的发动机中采用该技术。 HyTEC 是 NASA可持续飞行国家合作伙伴关系的重要组成部分。

为了实现其雄心勃勃的目标，HyTEC 分为两个阶段：

第一阶段即将结束，重点是选择核心演示器中使用的组件技术。

从现在开始的第二阶段，研究人员将与 GE 航空航天公司合作设计、建造和测试紧凑核心。

“HyTEC 第一阶段正在结束，我们正在加速第二阶段，” NASA克利夫兰格伦研究中心 HyTEC 负责人 Anthony Nerone 说道。 “这一阶段的最终阶段将是核心演示测试，以证明该技术可以过渡到工业领域。”

开始的结束

在研究人员开始核心的设计和构建过程之前，他们必须探索用于发动机的创新新材料。经过三年的快速进展，HyTEC 研究人员提出了解决方案。

“从第一天起，我们就一直高度集中精力。我们在开始这个项目时就设定了一定的技术目标和成功指标，到目前为止，我们还没有改变任何目标，”Nerone 说道。

为了在保持相同推力水平的同时缩小核心尺寸，与当今使用的标准喷气发动机相比，热量和压力必须增加。这意味着发动机核心必须由更耐用、能够承受更高温度的材料制成。

除了进行材料研究外，该项目还探索了先进的空气动力学和其他关键技术要素。

典型涡轮风扇喷气发动机的横截面，显示燃烧室为青色，高压涡轮为蓝色，高压压气机为黄色。

典型涡轮风扇喷气发动机的横截面突出显示了 HyTEC 将致力于推进的核心部分。其中包括高压压缩机、燃烧室、高压涡轮机和电力提取部件。

接下来是什么

第 2 阶段建立在第 1 阶段的基础上，创建一个用于地面测试的紧凑核心，以证明 HyTEC 的功能。

“第二阶段非常复杂。这不仅仅是一次核心演示，”Nerone 说道。“我们正在创造的东西是前所未有的，它涉及多种不同技术的结合，以形成一种新型发动机。”

HyTEC 计划中测试的技术将有助于实现更高的涵道比、混合动力以及与可持续航空燃料的兼容性。

涵道比描述了流经发动机核心的空气量与绕过核心并在其周围流动的空气量之间的关系。

通过减小核心尺寸，同时增加其驱动的涡扇发动机尺寸（同时保持相同的推力输出），HyTEC 概念将消耗更少的燃料并减少碳排放。

“HyTEC 是我们 RISE 计划不可或缺的一部分，”帮助领导 GE 航空航天公司 RISE 计划技术的 Kathleen Mondino 说道。 “GE 航空航天公司和 NASA 在推进最新航空技术方面有着悠久的合作历史。 HyTEC 计划建立在这种关系的基础上，帮助规划更可持续飞行的未来。”

另一个难题是杂交。 HyTEC 的混合电动能力意味着核心也将通过电力增强，以进一步减少燃料使用和碳排放。

“这款发动机将是第一款轻度混合动力发动机，并且有望成为第一款用于客机的混合动力量产发动机，”Nerone 说。