客運噴氣發動機是否達到技術極限?

rent達1000客運噴氣發動機中的高壓渦輪葉片必須承受的溫度遠高於製造它們的鎳合金的熔點。對於發動機的英國製造商羅爾斯·羅伊斯控股公司來說,這是一個嚴峻的技術挑戰,這相當於試圖阻止爆炸後的冰塊在廚房烤箱中完全融化。該公司工程師發現的解決方案是通過葉片上的小孔吹冷空氣。不幸的是,這種聰明的方法遇到了一些意想不到的問題。

最近幾個月,由英國航空公司,挪威航空太空梭,維珍航空等運營的波音787飛機已經停飛進行檢查和維修,因為T達1000發動機葉片的降解速度比預期的要快。隨著對發動機的要求越來越高,這種問題在行業中變得越來越普遍。

處理這些事情的費用也在增加。上周,羅爾斯·羅伊斯(Rolls-Royce)估算解決各種rent達1000問題的成本為24億英鎊(31億美元),這是負債纍纍的製造商無法承受的現金流出。

發動機故障

在過去的一個世紀中,很少有發明能比噴氣發動機做得更多。它們使人們旅行得更快,更遠,而且非常安全。像去年西南航空公司的一次航班的渦輪機故障造成的乘客死亡事故很少見。由於開發成本高昂並且使用了創新的新材料,最新的「動力裝置」(使用發動機的行業名稱)相對安靜且具有燃油效率。

然而,這些創新使該技術更接近其技術極限,並且可靠性問題也逐漸湧入。「通過推動推力和效率的極限,系統中其他地方的情況開始出現問題,」 Agency Partners的尼克·坎寧安(Nick Cunningham)說。令人擔憂的是,公司面臨著建立更高效的推進系統以抑制碳排放的壓力。

勞斯萊斯的問題似乎最嚴重,大約40架由其發動機提供動力的787停了下來,但這是整個行業的問題。航空公司被迫降落飛機並調整飛行時間表,因此不得不租賃更換飛機並告知發動機製造商支付賠償。

9月,阿聯酋航空的老闆蒂姆·克拉克(Tim Clark)表示,製造商交付的飛機沒有達到承諾的水平。 「請讓我們從第一天開始就可以使用的機身和發動機。如果無法做到,就不要生產它們。」他說。

科學定律不是測試發動機製造商的唯一方法。空中客車公司(Airbus SE)和波音公司(Boeing Co.)已迅速將數架新型噴氣式客機推向市場,其動力裝置供應商不得不迅速提高產量。新興市場提出了許多新需求,在這些新興市場,塵土飛揚或污染的空氣會給發動機帶來更多壓力。

去年,由於普惠公司生產的空中客車A320neo的齒輪渦扇發動機(GTF)引起的發動機故障,使空中客車的生產陷入混亂。最近,由於通用電氣發動機部件過早磨損,波音777x寬體飛機的發射推遲到了明年。

發動機錯過苛刻的生產目標是一回事,而一旦發動機投入使用,發動機就會失敗。 JLS諮詢總監John Strickland表示:「發動機製造商一直以來都遇到了麻煩,但是在過去的40年中,我從未見過像他們最近遇到的技術問題清單這樣的東西。」

本月,印度威脅要對國內航母Indigo運營的數十架空客A230neo噴氣式飛機進行地面攻擊,除非1月底之前更換普拉特發動機。該警告之前發生了幾起發動機在飛行中關閉的事件。

漢莎航空公司的子公司瑞士航空公司於10月將其空中客車A220機隊暫時停飛,以便在一系列動力裝置故障(上周從法國一片森林中搜出的一次此類事故造成的殘骸)後對普拉特發動機進行檢查。從那時起,加拿大監管機構命令同一架飛機在指定高度以上不能全功率運行。

花旗銀行(Citi Research)調查的大約70%的航空公司和出租人表示,發動機問題引起的停飛是一個關鍵問題。一些公司正在尋找混合型車隊,以減少一種發動機停飛的風險。儘管這是審慎的做法,但比使用單一類型的設備要貴。

發動機製造商面臨的風險是可靠性問題使他們失去了市場份額。勞斯萊斯(Rolls-Royce)套件出現問題後,紐西蘭航空公司(Air New Zealand)今年初將787噴氣發動機的訂單轉給了通用電氣(GE)。 Indigo與GE / Safran發動機合資企業下了200億美元的訂單,而不是從Pratt購買(Pratt聲稱這一決定與價格有關)。

問題並沒有影響所有新技術。迄今為止,勞斯萊斯用於空中客車A350的XWB動力裝置已被證明是可靠的。普拉特GTF的核心齒輪創新似乎也按計划進行。減輕了負擔,因為開發成本約為100億美元。

不過,除了航空公司的航班時刻表以及製造商的自豪感和獲利能力外,還有更多的問題要害。與汽車業一樣,航空航天業也正在為劃時代的努力而努力,以抑制碳排放。航空業占溫室氣體排放量的2%-3%,但未來幾年飛機的交付量將抵消發動機效率的提高。羅蘭·貝格(Roland Berger)的一項研究發現,到2050年,航空業的份額可能上升到10%至25%。

與汽車製造商不同,航空公司缺乏可行的技術替代方案。生物燃料具有潛力,但全電動大型商用飛機可能還有數十年的路程

發動機製造商正在研究更高效的噴氣發動機設計。羅爾斯·羅伊斯(Rolls-Royce)稱,其Ultrafan技術與第一代of達發動機相比,可將燃油消耗量提高25%。從行星的角度來看,將這些創新快速推向市場是必不可少的,但急於發展可能會適得其反。 「我的感覺是,至少歐洲的輿論發展速度比該技術快,」 Vertical Research Partners的Rob Stallard說。

坎寧安甚至不那麼樂觀。他說:「在政治動力趨向於更大程度的脫碳的那一刻,燃氣輪機已經用完了。噴氣發動機不可能從這裡得到更好的發展。」

該故事是從一家電訊公司的提要中發布的,未經修改。僅標題已更改。

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