清洁天空 2：MTU 航空发动机公司正在进一步开发涡轮机和压缩机技术

2024 年 6 月 5 日——EMVAL 和双轴压缩机装置——这是 MTU Aero Engines 的两台 Clean Sky 2 演示机。这家德国领先的发动机制造商与其战略合作伙伴 GKN AEROSPACE Sweden 和德国航空航天中心 (DLR = Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) 一起，作为 Clean Sky 2 研究计划的一部分，进一步开发了低压涡轮 (LPT) 和高压压缩机 (HPC) 组件，并验证了新技术。现在，它们将用于下一代齿轮传动涡扇发动机。

“我们专注于我们的组件如何与相邻模块配合，我们尤其希望优化它们的相互作用，”慕尼黑 MTU Aero Engines 技术与工程高级项目高级副总裁 Claus RIEGLer 博士解释道。在低压涡轮机领域，进气口和出口箱体被考虑在内；对于高压压缩机，低压压缩机和压缩机间管道 (ICD) 也发挥着重要作用。除其他事项外，目标是进一步改善空气动力学性能，开发新的、更轻、更耐高温的材料以及新的制造工艺。

清洁天空 2 技术计划自 2014 年以来一直在欧盟“地平线 2020”框架计划下进行，并将于今年完成，其总体目标非常明确：让航空业更加清洁、更加高效。MTU 的成果非常可观。“我们所取得的成就表明，我们可以大力支持这项计划和欧盟在清洁航空方面的努力，以及欧洲航空业的持久成功，”慕尼黑发动机制造商工程和技术高级副总裁 Stefan Weber 博士总结道。他表示，MTU 是 16 家牵头公司之一。“我们是牵头方，”Weber 解释道。RIEGLer 补充道，“在与 GKN 和 DLR 的合作中，我们完美地整合了每个合作伙伴的优势：GKN 在大型结构部件方面的专业能力、DLR 在测试领域的经验以及 MTU 在压缩机、涡轮机和系统方面的专业知识。”                                               

EMVAL 发动机演示器

为了验证 LPT 技术，慕尼黑 MTU 开发、制造并测试了EMVAL（发动机材料验证）发动机演示器。测试车辆是 MTR390。该发动机用于虎式直升机，由德国陆军提供给 MTU。为了整合新开发的技术，必须重新设计、制造一个完整的动力涡轮机并将其连接到核心发动机上。

MTU 对综合测试计划的评估非常满意。RIEGLer 表示：“我们实现了所有目标。”例如，对发动机条件下材料行为的分析证明这些技术已准备就绪。具体来说，目标是优化和进一步开发创新的高耐热材料（如纤维复合陶瓷）的设计，以及高耐热盘片材料和增材制造部件的制造工艺。GKN AEROSPACE 为该项目贡献了涡轮排气箱。

双轴压缩机装置

与此同时，用于验证新型压缩机技术的双轴压缩机试验台也已开发出来，并在科隆的德国航空航天中心建造。GKN AEROSPACE 也是这方面的合作伙伴：瑞典发动机专家负责设计和制造低压压缩机和压缩机间管道。

双轴压缩机试验台是一种扩展的压缩机试验台，由低压压缩机、压缩机间管道和 HPC 组成。RIEGLer 表示：“我们的目标是更好地协调低压压缩机、压缩机间管道和高压压缩机，以充分利用发动机的新潜力，使发动机更加省油。”一个重要步骤是系统地测量短而陡的压缩机间管道中的流动条件。为此，科隆 DLR（MTU 发动机系统能力中心 (CoC)）已经建造了风道试验台（称为 ICD 试验台）。对各种 ICD 配置进行了测试。

现在，双轴压缩机装置将进行最后的测试。测试结果应在年底前公布并进行评估。测试重点是验证各个部件的设计以及整个压缩机系统的性能。