GTF 发动机：未来路线图

“GTF 发动机是一个千载难逢的计划，它塑造了可持续航空的未来——每次行程可减少高达 20% 的燃油和 CO 2 ，​​每个座位可减少高达25 % 的燃油和 CO 2 ”，副总裁 Matt Teicholz说道普惠公司 GTF 发动机项目工程设计博士。“我们的运营商知道 GTF 是单通道飞机最省油且可持续的发动机。毫无疑问，齿轮风扇是当今和未来的架构。”

迄今为止，三个飞机系列已预订超过 10,000 份发动机订单和承诺，对 GTF 动力飞机的需求强劲，预计未来 20 年将需求 30,000 架单通道飞机。

自 GTF 发动机首次投入使用以来，它在燃油效率、排放​​和噪声足迹方面取得了显着进步，普惠公司不断进行改进，以提高可靠性和耐用性。该公司已达到签派可靠性的目标水平（即按计划航班准时起飞的能力），目前发动机的成熟率达到 99.96%。

在耐用性方面，自项目启动以来，普惠公司提高了机翼运行时间，即发动机在需要拆卸进行维护之前可以运行的时间。

“为了满足客户的期望，我们需要能够生产高效、可靠的发动机，同时还要高度耐用，并且在车间访问之间具有较长的运行时间，”普惠公司商用发动机总裁 Rick Deurloo说道。“然而，这一指标尚未达到我们预期的水平，这给船队的运营带来了压力。”

与其他计划一样，飞行时间根据任务和操作环境而变化。大约 75% 的机队在较凉爽的环境中运行，这些客户正在经历公司在该计划中预期的飞行时间。事实上，GTF 的飞行时间比 V2500 生命周期八年的时间要好。然而，在更热、更沙质的环境中，操作员发现飞行间隔和飞行时间都比预期的要短。

此外，全行业供应链压力影响了材料可用性，导致维护、修理和大修 (MRO) 车间的周转时间增加。总共约有 10% 的 GTF 动力机队目前已停止使用，等待发动机。普惠公司认识到这对客户的影响，其全球团队正在全天候工作以应对这些挑战。随着供应基地的恢复，该公司正在平衡不断增长的生产率和更高的利用率，并取得了强劲进展。例如，今年迄今为止铸件产量增长了 40% 以上。 

为了解决机翼时间问题，普惠公司推出了多项耐久性升级，最新配置的 Block D 硬件已部署在 60% 的机队中，这一数字在未来两到三年内将增加到 90% 以上。这一最新的构建标准通过寿命更长的部件减轻了拆除驱动器的负担，包括寿命有限的部件（LLP），例如整体叶片转子（IBR）、更耐用的燃烧器以及对油封和涡轮机翼型件的改进。总而言之，Block D 的飞行时间是之前配置的两倍。

“我们为 GTF 规划的成熟度进程与我们在 V2500 发动机上的记录相当，”Teicholz 说。“我们将在 2024 年和 2025 年进行更多设计改进，以进一步提高耐用性，包括改进涡轮机和燃烧室钻孔技术以及修改冷却孔模式。”

扩大店铺容量 

普惠公司的 MRO 设施网络将在这一新硬件的整合中发挥关键作用。

当谈到 GTF 发动机大修的周转时间时，“恢复需要时间，但我们今年全年一直在增加产量，每月从我们的 MRO 网络建立更高的出货量。5 月份，我们从 MRO 中输出的发动机数量超过了客户因维修而移除的发动机数量。”Deurloo 说道。因此，普惠公司预计 AOG 费率到 2023 年底将会下降。

为了支持不断增长的机队，普惠公司正在全球范围内扩大 GTF MRO 能力（在自己的工厂内并与网络合作伙伴合作），以满足日益增长的售后市场需求，并雇用数百名新员工并引入新技术以提高运营效率。

Deurloo 表示：“我们致力于通过提高材料可用性和扩大 GTF 发动机 MRO 网络的全球产能来提高 GTF 发动机售后市场产量。”

在全球范围内扩大 GTF MRO 能力

自 2019 年以来，GTF 发动机 MRO 网络的规模增加了一倍多，目前在全球拥有 12 个活跃地点，预计到 2025 年将新增 7 个地点。早在 2023 年，Delta TechOps 和三菱重工航空发动机有限公司就庆祝了设施扩建。该网络还在日本 MHIAEL和中国 Ameco实现了A320neo 系列 (PW1100G-JM) 的首次 GTF 发动机导入，在Delta TechOps实现了 A220 (PW1500G) 的导入，在波兰 EME Aero实现了 E-Jets E2 (PW1900G) 的首次导入。

GTF Advantage 发动机：更高效、更强大、更耐用

动力装置的下一代发展——普惠 GTF Advantage™ 发动机——将为空客 A320neo 系列提供更高的推力、更高的燃油效率和更低的碳排放，支持业界到 2050 年实现净零碳排放的目标。 GTF Advantage发动机与当前型号的 GTF 发动机相比，燃油消耗和 CO 2排放量降低高达 1%，并且与 100% 可持续航空燃料 (SAF) 兼容。

“GTF 发动机已经为单通道飞机提供了最低的燃油消耗和二氧化碳排放，”Deurloo 说道。“GTF Advantage 发动机扩大了领先优势并增强了飞机能力，为 A320neo 系列飞机的运营商提供更大的推力和更多价值，尤其是远程飞机。获得所需的机翼时间对于充分发挥发动机的潜力至关重要。”

“GTF Advantage 发动机从根本上来说是一种更耐用的配置，部分归功于空气动力学的改进和通过低压压缩机的气流的增加，”Teicholz 说。“我们设计的 GTF Advantage 发动机运行温度更低，同时提供更高的起飞推力。我们现在正在加强我们对提高耐用性的承诺，特别是在炎热和恶劣的环境中，通过增强发动机的热部分。”

GTF Advantage 发动机认证和飞行测试项目迄今为止已累计超过 3,000 小时和近 9,000 个循环，并受益于所有 GTF 项目超过 100,000 小时的发动机和钻机测试。该测试计划包括广泛的耐久性测试，以提高产品在投入使用时的成熟度，包括模拟恶劣环境的污垢吸入测试。

为了进一步提高耐用性，正在采用先进技术来解决现场出现的热截面问题。在高压涡轮机（HPT）中，增强功能将包括先进的翼型设计和改进的涂层。HPT 和燃烧室还将采用优化的冷却孔尺寸、形状和位置，并采用改进的钻孔技术来减少氧化。该公司预计将于 2024 年中期获得 FAR33 认证，以便有时间整合这一最新硬件，以便在投入使用时达到成熟的耐用性水平。

汲取过去的教训，展望未来

随着普惠公司致力于延长机翼时间，齿轮风扇仍然是其技术路线图的核心。该公司正在开发可扩展齿轮架构潜力的技术，包括先进材料、更高涵道比、混合动力电动系统和更可持续燃料的使用。普惠公司最近 完成了 其区域混合动力飞行演示机的首次发动机运行，该飞行演示机 致力于 美国能源部开发氢燃料推进技术的计划，并 宣布 与空中客车公司、MTU航空发动机公司、柯林斯航空航天公司和吉凯恩航空航天公司合作展示带有废热回收系统的混合电动齿轮涡轮风扇发动机。

普惠公司在齿轮风扇架构方面获得了宝贵的经验，迄今为止，发动机的飞行时间已达到 2300 万小时，预计到下一代齿轮发动机投入使用时，这一数字将增至数亿小时。凭借领先一代的 GTF 发动机以及 GTF Advantage 扩大其作为单通道飞机最高效、最环保动力装置的领先地位，该公司已做好准备，在未来几十年引领更加可持续的推进领域。