“如果我们告诉你,我们可以重新设想喷气发动机的工作方式,用更少的燃料产生相同的功率,那会怎么样?我们正在设计一种新的喷气发动机,与目前的发动机相比,这种发动机将产生相同的推力,甚至外观相同,但燃油效率更高。”美国的一家初创公司表示。HyTEC,或称混合热效率堆芯,旨在通过为涡扇喷气发动机开发一个小型堆芯来提高燃油效率,从而使航空业更加可持续。
该项目还包括混合动力方面的工作,这可以像混合动力汽车一样提高燃油效率,这家公司的目标是让它们在未来十年内量产。美国国家航空航天局格伦研究中心HyTEC项目负责人表示:“我们在美国国家航空航天局NASA所做的是,利用我们独特的专业知识和资金,将更多的下一代可持续推进技术应用于喷气发动机。对于小型核心发动机,我们的目标是减少5-10%的燃油消耗。”
为了更好地解释HyTEC为提高涡扇喷气发动机的效率所做的工作,我们可以快速复习一下它们的工作原理,哈哈(敲黑板)。在发动机最前面旋转的是风扇,它不断地将大量空气吸入发动机。风扇产生推动飞机前进的大部分推力,然而,风扇收集的一些空气会回流到其动力源——发动机核心,这也是涡扇发动机的定义。核心中的第一个止动块是一个称为压缩机的部件。压缩机由许多小型旋转叶片组成,它挤压空气,就像你可以挤压空水瓶中的空气一样,这会在发动机核心形成空气压力。压缩空气被送入燃烧室,也称为燃烧室,在这里,燃料被添加到压缩空气中并点燃,点燃产生的热量使空气压力进一步增加,这是一种热膨胀。
最后,空气通过喷嘴喷出,喷嘴是喷气发动机的末端,通过以这种方式快速膨胀空气,发动机的核心增加了推动飞机前进所需的推力。在整个过程中,发动机核心的旋转部件会产生电力,为飞机或者给飞船的电气部件充电。HyTEC工作的关键是风扇作为推力排出的空气量与进入发动机核心为风扇本身提供动力的空气量之比,也叫作涵道比。重点来了,目前波音787上使用的GE发动机的旁通比为9,这意味着九倍多的空气作为推力绕过发动机的核心,而不是进入核心。
HyTEC致力于大幅提高这一数据。该项目旨在通过保持风扇的尺寸不变,同时缩小发动机的核心,从而制造出旁通比为15的发动机,同时保持相同的推力水平。由于目前用于发动机制造的材料无法承受不断增加的压力和热量,该项目正在开发新型、更耐用的材料,如陶瓷基复合材料和环保涂层。这些材料必须在实验室进行测试和验证,该公司目前正在NASA Glenn和合作伙伴设施的材料实验室工作,以确保潜在材料能够承受高温和压力,并且足够耐用。

打开网易新闻 查看更多图片