賽峰集團發佈飛機推進系統技術路線圖

隨著未來客機更高效的備選推進系統研究的加速開展， 賽峰集團已成為最新一家公佈其混合及電推進技術發展路線圖的發動機製造商。 該法國製造商相信， 隨著能量儲備和大功率傳輸關鍵技術問題的解決， 到2040年開發首個100%電推進大型飛機有可能可行。 但是， 渦扇發動機的改進仍將繼續領路， 並謹慎認為只有在綜合了能量管理、發動機綜合與推進系統效率所取得的突破後， 才能實現整個推進技術進步。

賽峰認為更高涵道比發動機、開式轉子、邊界層吸入和分散式及混合推進的出現， 大大擴展了未來客機的設計空間。

賽峰集團提出的電推進技術發展路線為：2030年前實現初步混合電推進；2035年實現帶邊界層吸入的混合分散式電推進；2040年可能實現100%電推進；近期關注更高涵道比渦扇發動機和更高的集成度。

賽峰飛機發動機研究與技術副總裁傑羅姆·博尼尼稱， 在面對全電推進技術問題時， 我們需要採用組合方式。 他在曼徹斯特舉行的2017吸氣式發動機國際協會會議上說：“主要問題是電池的能量密度以及未來20年其預計的發展變化。 ”當前的電池約為系統級200瓦時/千克（Wh/kg）， 到2035年有望達到500瓦時/千克。 但即使達到了1000瓦時/千克， 也要比煤油的12000瓦時/千克低很多。 博尼尼說：“如果想實現全電推進， 我們不得不取得巨大的進展，

雖然該技術在研發過程中， 但應用到大型飛機可能還不現實。 我們認為未來有更多的路徑， 我們應當同時在3個方面實施推進技術的改進， 首先是改善動力裝置效率， 第二是將動力裝置更好地與機身綜合， 第三是通過推進和非推進手段改善能量管理。 ”

賽峰飛機發動機公司將其雄心勃勃的技術目標與歐洲“飛行軌跡2050”（FlightPath 2050）計畫中航空研究與創新諮詢委員會提出的遠期環境目標相匹配。 這些目標要求到2050年與2000年水準的飛機相比， CO2排放減少75%、N2O（一氧化二氮）排放減少90%、雜訊降低65%。

賽峰的電推進路線圖基於“分步走”方式。 博尼尼說：“2030年， 我們期望實現混合推進系統， 起飛、爬升和慢車推力的10%為電力提供。 這也是符合電池技術的發展步伐。

”此時， 該初步系統的大部分推力仍由常規渦扇發動機提供。 2035年， 在能量儲備取得進展後， 賽峰預測混合分散式推進系統與邊界層吸入（BLI）綜合概念可實現推力的20%～50%為電力提供。 在BLI設計中， 一種安裝在尾部的風扇將機身上緩慢運動的邊界層氣流吸入並激勵氣體流動， 進而降低動量阻力。 該風扇可採用機械或電驅動， 在賽峰路線圖中該風扇由電池及發動機產生的電力驅動。

賽峰預測， 到21世紀30年代中期， 分散式混合推進系統與邊界層吸入綜合將實現推力的近50%將由電能提供。 賽峰還在探索潛在的設計構型， 以實現開式轉子推進效率的最大化， 其中之一是推進器安裝在雙機身中間採用非常規的推拉佈局。

博尼尼相信，

約在相同時期， 開發分散式推進系統可能是可行的。 之後在2040年， 我們可能會看到如果使用氫能源將實現CO2零排放的100%電推進系統。 但該目標將在解決了能量儲備和大功率能量傳輸這兩大問題後才會成為可能。

賽峰還在通過其動力單元部開發燃料電池技術， 並面向單通道客機行銷其“電動綠色滑行系統”前輪系統。 該綠色滑行系統預計將在一次典型飛行中（取決於時間與滑行距離）節省2%～5%耗油， 對於機場來說可減少CO2排放61%、CO（一氧化碳）排放73%、N2O（一氧化二氮）排放51%、未燃燒碳氫化合物62%。

該公司將推進效率提升到超過當前的發動機水準的主要工作是在“潔淨天空1”中研製的開式轉子概念， 目前正在開展地面試驗， 另外就是在“潔淨天空2”中開展的涵道式超高函道比（UHBR）發動機的研究。

博尼尼稱：“該UHBR驗證機將集成目前正在試驗臺上試驗的發動機模組的下一代設計， 我們預計將比Leap發動機油耗降低5%～10%， 但該構型由於尺寸和重量問題存在安裝方面的挑戰， 這可能會對結構產生滾雪球式放大的不利影響。 ”

UHBR驗證機的先進技術低壓部件正由德國發動機製造商MTU航空發動機公司在Enoval（發動機模組化驗證）項目下進行研發。 目標是CO2排放降低5%、雜訊降低1.3分貝， 通過將涵道比從12增加到20、提升總壓比至70， 實現性能升級。 Enoval關注點包括低重量、低阻力短艙， 先進的高負載高速增壓級， 更大尺寸3D樹脂轉移模塑成型風扇葉片以及開發陶瓷基複合材料的下一代高速低壓渦輪。

UHBR的核心是驅動風扇的減速箱，保持了由普惠PW1000G齒輪傳動渦扇發動機以及最近羅羅採用功率變速箱驅動的UltraFan發動機所建立的趨勢。

向更高涵道渦扇發動機以及可能的BLI推進器、開式轉子和分散式推進的轉變打開了未來潛在應用的設計空間。博尼尼稱：“我們正在探索上述所有的構型，我們還不知道哪種解決方案是最佳的，但目前我們確信的是發動機製造商和飛機製造商間的界限將發生變化，我們需要更高等級的飛發綜合。”

UHBR的核心是驅動風扇的減速箱，保持了由普惠PW1000G齒輪傳動渦扇發動機以及最近羅羅採用功率變速箱驅動的UltraFan發動機所建立的趨勢。

向更高涵道渦扇發動機以及可能的BLI推進器、開式轉子和分散式推進的轉變打開了未來潛在應用的設計空間。博尼尼稱：“我們正在探索上述所有的構型，我們還不知道哪種解決方案是最佳的，但目前我們確信的是發動機製造商和飛機製造商間的界限將發生變化，我們需要更高等級的飛發綜合。”