【行业动态】GE航空开式风扇发动机技术瞄准卓越效率，耐久性潜力同样可观

导读：据GE航空2026年9月25日消息，CFM国际公司RISE技术验证项目下的开放式风扇发动机架构瞄准20%的燃油效率提升，并通过独特气动设计、风扇叶片系统及自适应循环发动机能力显著增强耐久性。目前该发动机已完成超过500项测试和3000次耐久循环，为下一代窄体客机动力方案奠定基础。

开放式风扇发动机是一种可能为下一代窄体客机提供动力的独特架构，旨在为航空业带来效率的重大飞跃。简单来说，摒弃传统发动机外罩可以让风扇尺寸更大、涵道比更高且阻力更小，从而提升推进输出。预计客户可获得比传统涡扇发动机20%的燃油效率提升。

效率并非开放式风扇发动机架构的唯一优势。该架构是CFM国际公司RISE技术验证项目的一部分。CFM国际公司是GE航空与赛峰飞机发动机公司各持股50%的合资公司。该发动机还针对增强耐久性进行设计，其独特的风扇叶片系统、气动设计以及自适应循环发动机能力可显著减少发动机的粉尘吸入，这对于高温和恶劣环境尤为有利。

工程师们正进一步推进开放式风扇技术。他们已经为发动机核心机部件完成了超过500项测试和3000次耐久循环，其中包括CFM项目史上最早的粉尘吸入测试，遵循“早测试、勤测试”的理念。在密集测试的同时，他们还在应用各种项目更新以增强下一代发动机架构的耐久性。这些措施将提升开放式风扇发动机的可靠性和翼上时间，进一步推进窄体飞行的未来。

开放式风扇发动机独特的气动设计在推进效率、热效率及耐久性三方面实现共赢。发动机的大型风扇叶片比下一代涵道发动机的叶片捕获更多空气，同时允许更大比例的空气绕过核心机（即燃烧和高压处理发生处）流动。目标是实现更小阻力、更低核心机温度以及更少的粉尘吸入。

GE航空未来飞行工程副总裁阿尔扬·赫格曼（Arjan Hegeman）在近期讨论RISE项目的网络研讨会上表示：“CFM的目标是让在高温和恶劣环境下运营的客户，也能获得与当今在温和环境中运营的客户相同的耐久性水平。”

开放式风扇架构的自适应循环发动机能力也增强了其耐久性。该技术又称可变涵道架构，能够在飞行的各个阶段优化发动机性能，例如在起飞或爬升时提供更大推力，在巡航环境中增加涵道气流。这些循环产生了额外的气流通道使粉尘排出发动机，从而减少燃烧室和高压涡轮的零件侵蚀和沉积物堆积。GE航空通过美国空军的自适应发动机过渡项目（AETP），已完成XA100发动机的测试，这是世界上首台飞行重量级三流自适应循环发动机。

赫格曼补充道：“RISE项目开放式风扇的价值主张在于，推进系统可带来两位数的燃油效率提升。这意味着不需要过度压榨发动机的热端部分就能达到20%的效率目标。”

赛峰飞机发动机公司工程、研究与技术副总裁皮埃尔·科滕索（Pierre Cottenceau）对此表示认同：“材料在保持发动机轻量化和在恶劣条件下保持耐久性方面发挥着关键作用。CFM方面以及双方合作伙伴已做了大量工作，开发新材料并将其应用于这种发动机架构。”

飞机制造商同样看到了潜力。空客推进工程高级副总裁弗兰克·哈塞尔巴赫（Frank Haselbach）在同一场网络研讨会上表示：“评估开放式风扇这样的颠覆性架构，需要飞机制造商与发动机设计师之间采取完全一体化的方法。开放式风扇的技术潜力巨大，这台验证机让我们能够共同推进该架构的成熟度，并观察其在飞行中的表现。”

不懈的测试正在增强该发动机的耐久性资质。RISE项目将安全和可靠性置于每个创新周期的核心，其工程师现在正测试开放式风扇架构的各个方面，从材料选择到循环设计，并充分利用数十年发动机研发的经验积累。赫格曼表示：“在RISE技术验证项目中，我们以同等力度推进耐久性和效率的提升。”

他指出：“我们可能持续运行着30到50项测试。我们从部件测试开始，现在正转向模块和更系统级的测试，包括耐久性测试。这最终将成熟为完整的地面和飞行测试。”

赫格曼解释了粉尘吸入测试的具体科学原理：“我们花了大量时间获取合适的粉尘、合适的运行条件、在测试环境中进行合适的模拟，使我们能够精确复制当前测试套件中的所有经验。这种严格的测试纳入了当前飞行机队的经验教训，为我们未来的发动机产品提供参考。”

CFM持续推进RISE技术。公司正与空客合作开展开放式风扇飞行演示，计划于本十年晚些时候进行，并积极与飞机制造商合作优化发动机与飞机的集成。飞行测试对于推进对发动机性能、安全、噪声和气动特性在真实运行场景中的理解至关重要，这是推出发动机产品前的关键一步。科滕索指出：“我们已经在法国国家航空航天研究中心ONERA的风洞中完成了超过400小时的开放式风扇叶片测试。这为我们提供了大量测试证据，证明我们能够达到未来的噪声排放目标水平。”

RISE项目工程师近期宣布，与NASA合作完成了窄体混合动力发动机系统的地面测试，在测试台上验证了电动机在高涵道比商用涡扇发动机中的集成和控制，以在运行不同阶段补充动力。集成电动机与发电机的混合动力发动机可通过创建可带或不带储能装置（如电池）工作的系统来优化发动机性能。地面测试为飞行测试铺平了道路，并可能在大规模储能方案完全成熟之前，加速混合动力技术引入商用航空。

哈塞尔巴赫对开放式风扇的未来保持乐观，指出未来20年全球将需要约4万架新商用飞机，其中窄体客机约占75%。“它们是行业的骨干。”这位空客高管对CFM定义窄体飞行未来的能力也充满信心：“今天有数千名工程师致力于RISE项目，我们都致力于该项目，在工具上进行投资以使其实现并加快进程。我们知道在安全、燃油效率和耐久性方面交付成果有多么重要。”

注：RISE（Revolutionary Innovation for Sustainable Engines，可持续发动机革命性创新）是CFM国际公司的技术验证项目，CFM国际公司是GE航空与赛峰飞机发动机公司各持股50%的合资公司。该产品非商用销售产品。

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