【潔淨天空】歐洲持續推進綠色航空技術演示驗證

2021-01-15 民機戰略觀察

歐洲潔淨天空1（2008-2017）計劃已經正式結束了，但是一些關鍵技術的演示驗證還沒有完成，包括層流機翼、主動旋翼的飛行測試，以及開式轉子發動機的地面試驗。歐洲工業界已經著手自己投資繼續將未驗證的關鍵技術進行集成驗證，驗證的成果將提供給潔淨天空聯合執行機構，在潔淨天空計劃的參與者之間共享。

1、層流機翼飛行驗證

在空客位於法國塔布的設施內，電力和液壓系統已經安裝在「歐洲突破性層流飛機驗證平臺（BLADE）」上。該平臺是一架A340-300飛機，空客將其外側發動機以外的機翼換成了層流機翼試驗段。

基於A340的層流驗證平臺計劃在今年夏天首飛。

BLADE是潔淨天空1計劃下亞聲速智能固定翼飛機（SFWA）子計劃（約4億歐元）的一部分，也是潔淨天空1中最大的驗證機。該項目的目標是驗證能否製造出減阻層流機翼並在實際運營中實現成本可控。

BALDE將A340飛機外側發動機以外的機翼換成了層流試驗段，層流試驗段的機翼前緣後掠角相比原機翼減小了20度；並且左右兩個試驗段分別採用了兩種不同的設計方案，一個採用了GKN設計的採用分離式前緣和上表面的金屬機翼，另一個採用了薩博公司設計的整體式複合材料試驗段。

BLADE計劃在今年夏天首飛，年內完成48小時的飛行試驗，餘下的123小時飛行試驗將在2018年完成。試驗中，安裝於翼梢和垂尾頂部的相機和傳感器將測量和記錄機翼的變形以及層流範圍。

空客BLADE項目負責人丹尼爾·科貝爾稱：「我們對試驗結果非常有信心。」使用層流機翼可以降低Ma0.75巡航飛機的阻力最高達8%，或者降低在800海裡航程中的燃油消耗高達4.6%。混合層流機翼將會在接下來的潔淨天空2計劃中進行飛行測試。

2、開式轉子發動機地面試驗

賽峰已經向位於法國伊斯特爾的試驗設施交付了對轉開式轉子（CROR）發動機驗證機，賽峰將在那裡進行CROR的戶外試驗臺測試，預計開始時間會在今年的5月。該項目屬於潔淨天空1計劃下的可持續和綠色發動機（SAGE）子計劃（4.54億歐元），預計試驗周期為6個月。

賽峰已經交付了齒輪傳動開式轉子發動機驗證機，準備開始地面測試。

賽峰飛機發動機公司的南希·馬泰奧在3月22日的潔淨天空1計劃閉幕會上表示，「開式轉子發動機是能夠滿足相比CFM56發動機降低30%二氧化碳排放的唯一方案。」馬泰奧稱，齒輪傳動的開式轉子滿足IACO附件16第14章的噪聲標準，並且還有「進一步提升的潛力」。

潔淨天空1原本計劃在A340後機身兩側安裝CROR進行掛飛試驗，如今該試驗被轉移到了潔淨天空2計劃中。在地面測試完成後，羅羅公司計劃在今年晚些時候試飛其開發的分區貧油燃油室，目標瞄準降低氮氧化物排放40%。

3、綠色旋翼技術驗證

在潔淨天空1計劃下的綠色旋翼機（GRC）子計劃（1.46億歐元）中也有一個未完成的飛行試驗，就是直升機旋翼用格尼襟翼。去年12月已經開始在AW139上進行地面試驗，據萊昂納多直升機公司研究和技術經理盧卡·美第奇表示，飛行試驗預計很快會開始。格尼襟翼是布置在槳葉後緣中段的垂直於表面的小型舵面，在槳葉後行時打開可降低旋翼驅動功率3-5%，還可降低噪聲。

美第奇稱，在潔淨天空1計劃下的電動尾槳測試正在繼續。4餘度的傳動系統地面測試已經在去年12月啟動，使用的是AW139的尾梁和尾槳。美第奇說，這種將主槳和尾槳解耦的技術「將很快在市場上應用。」

GRC計劃內完成的演示驗證包括基於空客EC-135「藍色旋翼機（Bluecopter）」進行的被動優化旋翼外形的飛行測試。空客直升機公司研究項目經理賽普·胡貝爾表示，去年12月完成的飛行測試顯示出了「喜人」的結果。被測旋翼達到了累積28EPNdB的噪聲降低，以及85EPNdB噪聲足印減小一半。針對後機身、進氣口、槳轂的修改，Bluecopter還達到了278公裡/小時的巡航速度，胡貝爾稱，「旋翼已經準備好系列化發展了。」

除了Bluecopter，GRC計劃下的另一項演示驗證也獲得巨大成功。空客將一架H120輕型直升機的發動機換裝為迪塞爾循環的高壓比活塞發動機，相比標準渦軸發動機減少了42%的燃油消耗。

在H120輕型直升機上進行的重油活塞發動機飛行測試超出了預期

除了SWFA、SAGE和GRC，潔淨天空1計劃內還有綠色支線飛機（GRA）、綠色運行系統（SGO）和技術評價器（TE）。TE的主要作用是計算將所有演示驗證的技術集成起來能夠降低多少燃油消耗、二氧化碳和其它廢氣的排放。

（航空工業發展研究中心 王元元）

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