GE航空的網紅試飛員:我們如何測試世界上最大的噴氣發動機?

2020-11-30 騰訊網

當全世界最大的噴氣發動機GE9X首次亮相「2017巴黎航展」時，儘管展出的只有一個風扇部件，但它依然酷似一個超級明星。觀眾們像見到一個好萊塢演員一樣把展廳團團圍住，不停地與之合影留念。

巨大的風扇直徑（11.16英尺/3.4米）是它的最顯著特徵，寬如波音737的機身。它只有16個風扇葉片，由最新一代碳纖維陶瓷基複合材料製成，堅固但比鈦還輕。發動機內部還有3D列印部件在內的其他高技術應用，可產生10.5萬磅的推力，專為波音新型遠程寬體客機777X而開發。

駕駛波音747-400測試這臺巨型發動機是什麼感覺？他們如何計算發動機的尺寸、重量和推力差？來聽聽GE航空的首席試飛員喬恩·歐曼怎麼說，他因經常向公眾進行科普直播，也成了一位「直播網紅」。

GE航空集團首席試飛員喬恩·歐曼（Jon Ohman），美國海軍陸戰隊F/A-18「大黃蜂」飛行員，曾在阿富汗和伊拉克作戰，之後擔任過F/A-18E/F「超級大黃蜂」和F-35B的試飛員；2015年退役加入GE航空。

問：試飛平臺上有GE9X這樣大的發動機，另外還有三臺CF6，你們如何平衡機體重量？

喬恩·歐曼：我們使用燃油作為壓艙物來平衡GE9X和把它安裝在機翼上特殊掛架的重量。我們的747-400改裝了一個可以從駕駛艙控制的手動燃油輸送系統：當GE9X位於左翼2號發動機位置時，我們保持右翼3號備用油箱滿載，而把左翼2號備用油箱清空，這樣可以保持左右機體的橫向相對平衡。

問：為什麼要在747上測試發動機？

喬恩·歐曼：747是一個理想的測試平臺，上一代也是一架747-200。它很龐大，但飛行特性非常好。我們在2號位置測試不同型號的發動機，如果要測試一個小型發動機，其他三臺CF6可以提供足夠的推力，還為驅動系統（燃油泵、液壓泵、引氣、發電機）的安全運行提供了大量冗餘。如果要測試大型發動機，我們可以用右翼的兩臺發動機滿功率來抵消大型試驗發動機的推力，並保持整體推力相對對稱。另外，747有一個大的尾部和較長的機身，就像槓桿的動力臂一樣，使我們能夠在GE9X等大型發動機推力不對稱的情況下更好地控制飛機。

問：GE9X在測試飛機上掛得很低，這麼小的離地間隙是如何工作的？

喬恩·歐曼：在747-400上安裝這麼大的發動機是個挑戰。它安裝在一個獨特的掛架上，掛架將發動機懸在機翼前面，並將其向上傾斜約7度，這是一個小秘密。這就是它的中心軸線與其他3臺CF6不在一個軸線上的原因。當飛機靜止時，GE9X的發動機短艙底部與地面的間隙約為18英寸（45.72cm）,這已是FAA允許的極限。考慮到相對較小的淨空間距離，我們在著陸時都非常小心，特別是在側風環境中。

問：GE9X是世界上最大的商用飛機發動機，它比其他發動機的聲音大嗎？

喬恩·歐曼：雖然GE9X是世界上最大的飛機發動機，但它的設計要比其前身GE90更安靜、更清潔，效率還提高了10%；它的巨大風扇實際上也有助於保持安靜。

問：你如何計算和平衡不同推力的發動機？

喬恩·歐曼：我們測試過各種不同的發動機，波音公司也會為我們提供747的性能計算和配置。由於GE9X比CF6的推力大得多，我們的起飛和爬升性能非常出色。當使用GE9X全推力起飛時，我們必須減少1號發動機的推力。在巡航性能方面，整體燃料消耗會略高於正常，主要是由於我們的非對稱推力配置產生的額外阻力。

問：波音747-8是否能只安裝兩臺GE9X？它們比四臺GEnx更強大嗎？

喬恩·歐曼：儘管GE9X在一次測試中以134300磅的成績打破了由GE90保持的金氏世界紀錄，成為世界上推力最大的噴氣發動機，但它的額定推力是105000磅。747-8上的GEnx-2B的額定推力是66500磅，因此2臺GE9X不能提供與4臺GEnx-2B相同的推力：你不能讓2臺發動機總是在極限值下運行。此外，747-8的設計就是四發飛機，四個發動機各自還能為電氣、液壓和排氣系統提供動力冗餘。

喬恩·歐曼（Jon Ohman）在加州聖巴巴拉長大，17歲就獲得了飛行員執照，然後進入了美國海軍學院。畢業後來到了海軍陸戰隊，在伊拉克和阿富汗作戰時駕駛的是F/A-18C/D「大黃蜂」。

在做了10年戰鬥機飛行員後，歐曼來到了馬裡蘭州海軍空戰中心試飛員學校。他在軍事生涯的後半段時間裡，一直在測試傳統「大黃蜂」、「超級大黃蜂」以及F-35B「閃電Ⅱ」。

他在2015年退役，之後GE航空招募了歐曼。他說：「我對GE很熟悉，因為F/A-18C/D上的發動機是GE航空製造的。到那裡做事情聽起來令人興奮，它讓我可以繼續做兩件我喜歡的事：飛行和飛行測試。」

對歐曼來說，這不僅僅是一次職業生涯的轉變，而是一次召喚。「在某種程度上，幾乎所有的飛行員都是航空歷史學家。」他說：「我們都是和這些英雄一起長大的，他們是飛行的先驅。我認為這是吸引我參加飛行測試的部分原因：神秘感和站在航空業前沿的能力。」

這是一份需要敏銳的頭腦、豐富的技術知識和勇氣的工作。在GE航空唯一的飛行試驗臺（由一架波音747-400改裝），歐曼帶領著一個機組對各種發動機進行測試以確保其性能、效率和最重要的安全。當然，在此之前，他還要學習如何飛行747-400，「幸運的是它非常好飛」。

2018年3月，歐曼終於成為航空史上的一員：他是第一位測試GE9X的飛行員。

他說：「這當然是令人興奮的經歷，但第一次飛行是數千人多年來大量工作的結果，我們飛機上有15-20個測試工程師，我不過是坐在駕駛艙裡第一次加大油門的人。」

多年的實戰和試飛經歷，使歐曼在測試新發動機時並不緊張。首先，另外三臺發動機足夠為飛行提供動力。但更重要的是，這項工作的很大一部分是在爬進駕駛艙之前完成的。他說：「我總是告訴家人：我們在試飛前花了很多精力來消除飛行試驗的危險。」

GE航空與NASA的工程師開發了發動機測試模擬器，在實際試飛前，有很多測試可以先在模擬器中進行。「這是一個緩解風險的重要措施。」他也曾告訴他的兩個孩子：「如果飛機不安全的話，我不會把它也不會把測試工程師隊伍都帶到空中。」。他11歲的女兒最近告訴別人她不擔心飛機，因為「我爸爸會測試飛機，確保它們安全。」

他說：「駕駛飛機和測試發動機都是很棒的工作。我也很喜歡成為比自己更偉大東西的一部分，我認為這是非常值得的。」

F-35飛行員檔案：海軍陸戰隊試飛員喬恩·奧曼中校駕駛BF-18號機（海軍陸戰隊的第18架B型）在愛德華茲空軍基地第412測試聯隊第461飛行測試中隊。

這就是喬恩·歐曼（Jon Ohman），GE航空集團的首席試飛員；一個退役軍人；還是一個直播網紅。如果你的周圍有這樣一個網紅，你會不會粉他？會看他的直播嗎？

視頻1：GE航空的首席試飛員

視頻2：如何測試世界上最大的發動機

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