Airbus完成RISE开式转子发动机的缩比模型风洞测试并持续研发以提升推进效率

作为早期飞机集成研究的一部分，空中客车公司使用 CFM 国际公司 RISE 开式转子发动机的缩小版安装在机翼的一部分上，进行了首轮风洞测试，并取得了成功。

今年早些时候，这项与飞机制造商共同开展的评估在法国东部莫达讷的一座由法国 ONERA 航空研究中心运营的设施内进行，是更广泛的 200 小时风洞计划的一部分，旨在评估开式转子发动机的空气动力学和声学性能。

空客表示，试验使其能够“收集代表巡航条件的高速空气动力学数据”，以“校准数值工具并评估安装对风扇性能的影响”。

空中客车推进工程主管弗兰克·哈泽尔巴赫表示：“结果非常令人鼓舞，完全符合甚至超出了我们的预期。”

空客此前已宣布计划在未来五年在其 A380 飞行试验台上对RISE 发动机进行飞行测试。

开式转子发动机（赛峰集团设计，称之为“生态发动机”）和机翼部分均按五分之一的比例进行测试。

哈泽尔巴赫表示，风洞计划将在未来两年内“不断发展”，最终将发动机安装在完整的飞机模型上。

测试将在 ONERA 设施和 DNW 运营的风洞中进行。DNW 是德国航空航天中心 (DLR) 和荷兰航空航天研究委员会 (NLR) 的合资企业。

尽管开式转子发动机有望实现哈泽尔巴赫所说的“推进效率的重大进步”，但它也带来了重大的集成障碍。

今年夏天，哈泽尔巴赫在 CFM 制作的视频中指出，“挑战”包括内部和外部噪音和振动，以及防止风扇叶片脱落。

“对于航空业来说，将这种发动机集成到潜在的新产品中是一个巨大的转变，”他表示，并指出“这将对机翼的空气动力学带来一些挑战”。

德国航天中心最近的一项研究证实了这些担忧。研究人员使用 CFM 合作伙伴赛峰集团提供的“通用”开式转子设计和空客假想机身（低翼、高纵横比配置），对开式转子发动机在起飞条件下的模拟安装影响进行了数值分析，假设攻角约为 7°。

该研究是欧盟“清洁天空 2”计划的一部分，并于 7 月在美国航空学会联合会航空论坛上公布。研究发现，“攻角和安装效应对推进系统和机身的空气动力学性能有显著影响”。

这些因素包括旋流恢复叶片（SRV，风扇后部的定子级）性能下降，以及转子和定子产生“巨大的平面内力”（也称为 1P 负载），这会导致飞机侧倾。

此外，还发现旋翼旋转的方向还有另一个影响：影响推进器滑流与机翼和襟翼相互作用引起的滚转力矩的大小。

研究发现，当旋翼最接近机身时，其叶片向下旋转，会产生更大的旋转力矩。

研究指出：“为了确保飞机整体良好的操纵品质，以及避免需要调整这些面内载荷引起的滚转力矩，空气动力学对称的飞机显然是更好的选择，这意味着左机翼和右机翼上的发动机转子旋转方向相反。”

然而，要求发动机“转向”——以相反的方向旋转——必须与“可能增加的成本”进行权衡，因为需要特定方向的部件，如变速箱和叶片“以及相关的备件和推进系统维护的影响”。

此外，该研究还指出，推进器滑流与机翼和襟翼的相互作用产生了某些“独特的空气动力学现象”。特别是，涡流恢复叶片产生的尖端涡流有可能“改善机翼和襟翼的低速高升力性能”。

赛峰集团还通过欧盟支持的“清洁航空”计划（清洁天空 2 计划的后续项目）领导了一项关于开扇发动机的研究和技术项目。

该项目名为 OFELIA，即降低航空环境影响的开放式风扇结构。该项目耗资 1.4 亿欧元（1.54 亿美元），目标是到 2025 年将开放式风扇结构提升到高技术就绪水平。

根据项目文件，这包括在2025年12月项目结束前对发动机进行全面演示，并为2026年起的清洁航空第二阶段“提供适合飞行的推进系统定义并准备飞行演示”。

该公司表示：“该项目还将与飞机制造商一起优化发动机安装，并与适航当局密切合作，利用飞行许可活动解决认证问题。”

OFELIA 联合体由赛峰集团牵头，其他成员包括 CFM 合作伙伴 GE Aerospace 的几家欧洲子公司以及空客等。