普惠公司研究反向倾斜安装齿轮传动涡扇发动机(2)

　　普▪惠公司创新性的将核心机反向呈一定角度分开安装的方案使得毗邻发动机组也能够满足适航要求。(图中英文自上而下分别为：风扇、动力涡轮、燃气发生器)

　　这一方案也解决了另一个问题。这种嵌套式安装的发动机不再适用于FAA目前适航标准中的“1/20”准则，这一准则规定发动机在发生非包容失效时碎片只能有1/20的概率穿出从而影响另一台发动机。而在这一方案中由于核心机和推进器不再有机械连接，设计者想出可以让核心机彼此之间呈一定角度安装的绝妙方式，其安装角可以达到50度，核心机的出口也通过一个偏转50度的管道再进入动力涡轮。这样两个核心机之间的角度就超过了90度，这在几何结构上很容易实现。这也使得能够采用更大的涵道比，如果只是偏转核心机气流的话其流量也不会太大，压力损失也可以降低。

　　普▪惠公司希望可以为这一概念的未来研究提出一个路线图，可能与NASA一起进一步确定结构形式，评估更短的进气道等相关因素，这也有助于研发下一代齿轮传动涡扇发动机。其他关注领域还包括研究空气管道，评估其重量和温度要求，以及是否能应用陶瓷基复合材料等新材料。接下来的问题就是如何让FAA相信这种发动机能够满足适航要求。

　　对于MIT领导的团队来说，普▪惠的创新发动机设计是D8方案的关键推动力。另一个关键因素是通过NASA的大尺寸风洞试验确认后置的发动机组在附面层吸入(BLI)时的效率收益。据D8研究负责人介绍，在实际构型下动力节省可以达到8%左右，这也是附面层吸入概念在民用运输方面能够应用的证据。

　　在常规的飞机设计中，有很大一部分动能随着机身尾部的低速尾迹和发动机的高速排气损失掉了，这也增加了对动力的需求。通过附面层吸入和重新利用，能够减少尾迹和排气的动能浪费。D8的发动机安装在后机身上部，会吸入40%的低动能气体。通过对采用了附面层吸入和常规支架安装“非附面层吸入”形式的D8模型成对进行风洞测试，MIT团队通过测量推进器维持相同状态时向气流输出的机械功，对附面层吸入的收益进行定量研究。结果显示在推进器出口面积不变时采用附面层吸入可以使所需功率降低8.4%，当流量相同时这一数值提高到了10.4%，具有非常明显的收益。

　　MIT的技术负责人对此解释说，其显性效应是通过降低排气速度提高了推进效率，原因是进入推进器的气流速度更低了。D8的发动机与当代发动机如CFM56-7相比，单位推力相当但推进效率更高，这也是研究结论同样能在全尺寸上发动机适用的原因。D8模型的测试范围覆盖8度迎角和15度侧滑角，流动状态正常。对发动机的测试也并未显示出对运行有不利影响，而吸入发生畸变的附面层气流导致风扇效率的损失与采用附面层吸入所带来的收益根本就不在一个数量级上，因此，MIT团队认为D8构型的未来已经不可阻挡。(晏武英)