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上一版3  4下一版 2026年2月11日 星期 放大 缩小 默认
开式转子发动机“真实测试”为何选择新加坡
揭秘樟宜、实里达两座机场的航空生态
□ 记者 欧阳亮

2月2日,新加坡航展开幕前一天,新加坡民航局、CFM国际公司与空客签署了一份合作备忘录。三方计划在新加坡的樟宜机场或实里达机场,对开式转子发动机开展“全球首次真实的机场环境运营测试”。该试验旨在让运营方、设计方和监管方共同评估下一代推进系统如何在繁忙机场中运营,全面考察其对飞机设计、基础设施、运营程序、安全标准和监管框架的影响。

樟宜机场是亚太地区重要的航空枢纽,2025年旅客吞吐量达6998万人次,飞机起降架次达37.4万架次,货邮吞吐量为208万吨。樟宜机场以高水准的服务质量闻名国际,自2000年起已累计13次获得Skytrax“全球最佳机场”第一名。实里达机场修建于1928年,本是英军的军用机场,后转为民用,为新加坡第一个国际机场。如今,实里达机场的业务以航空培训、公务航空为主,也有强大的MRO能力,新科工程、罗罗、普惠、福克等公司均在此设有相关MRO业务。

一整套前瞻性推进技术的组合

开式转子发动机是CFM国际公司RISE项目的核心。RISE项目全称为“Revolutionary Innovation for Sustainable Engines”(可持续发动机的变革创新),它并非单一的发动机型号,而是一整套前瞻性推进技术的组合,具体包括四大支柱:开式转子架构、紧凑型高压核心机、混合动力系统以及对替代燃料的广泛兼容性。

与传统的涡扇发动机相比,开式转子架构特点鲜明:一是其风扇叶片完全裸露,没有外部短舱包裹;二是采用超高涵道比设计。其风扇直径超过12英尺(约3.66米),涵道比比当今最高效的涡扇发动机(Leap发动机系列涵道比约为9:1至11:1)高一倍以上,这是实现其“超过20%燃油效率提升”目标的关键。

不过,开式转子并非全新概念。早在上世纪80年代,通用电气就研制了采用对转双转子的GE36验证机,旨在将燃油效率提升20%以上。该发动机曾进行数百小时测试,但项目于1989年中止。其原因是多方面的:除了当时油价回落商业紧迫性降低外,客舱及地面噪音过大、机械结构复杂带来的维护挑战,以及当时尚不明确的适航认证路径,都是重要的制约因素。

因此,RISE项目将降噪置于技术攻坚的核心,并通过多种创新方法系统性地解决这一历史难题。

一是架构革新。采用单排转子加后置静子的架构,取代了GE36的双排对转转子。静子能高效整流并回收气流旋转动能,同时从根本上避免了双转子对转产生的主要噪音源。

二是气动设计。通过叶片的掠形与弯扭设计,延迟压缩效应,降低叶尖高速运转时产生的激波强度。

三是间距优化。精确优化转子与静子之间的间距,减少气流交互产生的噪音。

四是屏蔽与主动控制。利用机翼或机身进行噪音屏蔽,并结合现代主动噪音控制与声学衬垫技术。

正如NASA格伦研究中心的专家所言:“我们从1980年代末到现在已经走了很长的路,以至于我们认为可以制造出与当今许多飞机一样安静或更安静的开式转子飞机。”

回答一系列关乎运营的问题

上述进步虽令人鼓舞,但实验室结果仍需在真实、高强度的机场环境中验证。这正是三方决定在进行新加坡试验的深层意义——它要回答一系列关乎未来运营的实际问题:装配开式转子发动机的飞机将如何与现有滑行道、登机口和维修设施互动?地面和空中的运营程序需要如何革新?

在这些问题中,地面安全是公众与业界的首要关切。因为,在现有体系下,机场地面人员被吸入发动机的事故偶有发生,例如2025年7月8日发生在米兰机场和2024年5月29日发生在阿姆斯特丹机场的悲剧,各有一人因被吸入发动机而身亡。开式转子发动机拥有更长的裸露叶片,其启动时产生的危险区域范围、对地面人员的心理威慑力,都需要在实践中重新测试与评估。

此外,故障安全性也面临新挑战。传统涡扇发动机的短舱能提供一定的碎片包容保护。对于无短舱的开式转子,其设计将依赖极高性能的复合材料叶片、严格的疲劳测试以及极低概率的“非包容性故障”设计来确保安全,这将成为适航认证的重中之重。

航空生态最密集的地区之一

如果说解决技术细节是基础,那么通过先行试点,抢先建设适应下一代发动机的航空生态,则体现了新加坡的长远战略思维。新加坡本就是全球航空生态最密集的地区之一,集枢纽运营、高端维修与研发于一体。空客商用飞机业务工程执行副总裁雷米·马亚尔也指出,新加坡先进的航空航天生态系统是该测试项目的“理想背景”。

空客的目标是在本世纪30年代中期将开式转子发动机投入使用。与之相应,新加坡的战略目标是在未来10年内,牵头建立针对开式转子发动机的完整机场适配与认证框架。通过制定涵盖裸露叶片地面安全区、FOD防护、噪音监测及人员准入的全新标准,新加坡旨在主导相关国际规则的制定,从而在下一代航空推进技术领域,建立与其在无人机监管领域相似的全球规则影响力。

新加坡民航局局长韩可钧在签署备忘录后的一席话,清晰地揭示了这一雄心:“在新加坡建立全球首个下一代推进技术机场试验台,这证明了新加坡作为综合航空枢纽的实力,企业可以在此测试技术并制定可在全球大规模部署的真实协议。”

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