向新型“静音”航空发动机努力

“当去年九月开始在Rolls-Royce就职时,我没想到能有机会着手于一个新的发动机概念。” 这位Rolls-Royce毕业生学员Angel Gallo说。

剑桥大学的研究人员和Rolls-Royce的毕业生学员正共同探寻一种可能在未来实现的全新的航空发动机类型设计。

发动机制造商Rolls-Royce是“剑桥-麻省理工大学低噪音发动机计划”参与者之一。这项独特的工程耗时三年,聚集了剑桥大学和麻省理工大学的研究人员以及行业内的参与者,将设计一种新型的客运飞机。这种飞机的噪声将比现有飞机的明显的小。

发动机噪声在英国民航业内已成为越来越严重的环境问题。作为这个计划的参与者,Rolls-Royce正在德比郡的其国内航空业务大本营招揽研究人员。为进一步加深理解,剑桥的研究人员今年初参加了Rolls-Royce的“噪音分析”课程。他们正与Rolls-Royce的毕业生学员共同工作。他们一起学习如何使用GENESIS软件——这是由Rolls-Royce公司开发的一种非常复杂的和极为庞大的设计软件工具。他们期望这种软件能帮助他们对新一代发动机的设计和技术做出试验,这种发动机在起飞时噪声将更小,并且在高空巡航状态时仍具有很高的燃油经济性。

在Rolls-Royce的噪声工程部工作的高级项目工程师Joe Walsh说:“我们利用像GENESIS这样的软件来进行新型发动机的初步设计评估。这种软件包含有我们发展起来的技术,并且帮助我们对发动机的性能、重量和噪声特性做出评价。”

Chez Hall是剑桥大学的研究人员,他说:“GENESIS会帮我们发掘潜在的新型发动机。这种低噪音的发动机需要一种全新的设计。因为这点,并且因为我们正不断推动着发展前沿和提出大胆的创意,所以我们关心的是像GENESIS这种软件能给我们多大帮助。但到目前为止,这个软件已经给我们留下很深的印象了。”

这种新型发动机的参数与现有发动机有着极大的差别。在设计中,这种低噪音飞机的发动机不会安装于机翼下部,也不会是在机尾上方的吊舱里——另一种可能的选择。项目小组决定将它嵌入机体中,以帮助将发动机传到地面的噪专声减至最小。

“我们把发动机和机身合为一体的这种设计给予我们很大余地来减小噪声。” Chez Hall说,“通过控制流过机翼和流入发动机的气流,我们可以得到一个更高效并且噪声更低的推进系统。不过,同时也有一些问题。如果进气量有损失,维持发机工作稳定就会有难度。但我们对发动机嵌入到机身里这一设计的利弊做了详细的研究,还是觉得这是最好的选择。”

Rolls-Royce和剑桥的合作是双向的。

Rolls-Royce在进行自已的航空发动机减噪方面工作的同时,将会派一些毕业生学员到这个新项目中来工作几个月。现在已经有两名学员在剑桥工作了一个月,使用已经上市的软件开始为巡航状态的发动机性能建立对象模型。Angel Gallo是一名毕业于西班牙毕尔巴鄂大学的Rolls-Royce学员。他说:“当去年九月开始在Rolls-Royce就职时,我没想到能有机会着手于一个新的发动机概念。但这个主意就是我们现在在做的工作。我们从发动机的基本参数开始,然后我们就用设计工具继续工作并研究那些没试验过的新参数。”

剑桥的研究人员还称他们也Rolls-Royce公司学到不少东西。“在Rolls-Royce的重要的一点,”Hall说,“是能见到各行的专家。这里的人员有着相当多的专业知识。我们有机会去和他们交流新的创意,并且行到他们的评价。他们认为我们的创意——有关风扇系统、噪音和操控性等等——是否有效,这种评价对我们很重要。我们经常会提出一些新的创意业。因此,像Rolls-Royce这样的公司里的专家对我们来说是很有价值的。他们能对可能存在的问题和优点做出评价。”