开放式风扇发动机

摘要：这一愿景的关键是开发开放式风扇发动机架构，这可能有助于为下一代单通道飞机提供动力，该飞机也可能包含可折叠机翼和混合动力电池。在峰会的“未来飞机的开创性技术”会议上，通用电气航空航天公司高级副总裁兼首席技术和运营官穆罕默德·阿里(Mohamed Ali)与空中客

上周，空中客车公司在法国图卢兹举办了第三届峰会，分享了其通过创新设计、先进技术和新颖工程实现未来飞行的最新进展。

这一愿景的关键是开发开放式风扇发动机架构，这可能有助于为下一代单通道飞机提供动力，该飞机也可能包含可折叠机翼和混合动力电池。在峰会的“未来飞机的开创性技术”会议上，通用电气航空航天公司高级副总裁兼首席技术和运营官穆罕默德·阿里(Mohamed Ali)与空中客车公司推进工程高级副总裁弗兰克·哈塞尔巴赫（Frank Haselbach）一起讨论了开放式风扇技术如何在商用航空的燃油效率和耐用性方面带来重大变化。

阿里指出，在过去的70年里，商用喷气发动机的效率取得了长足的进步。他说：“如果你仔细想想，我们目前在CFM的最新发动机CFM LEAP的燃油消耗比其标志性的前身CFM56发动机好15%。然后CFM56本身比其前身好15%到20%。”。

然而，尽管发动机设计的所有改进都导致了燃料燃烧的减少，但商用喷气发动机的形状几乎没有变化。正如哈塞尔巴赫所指出的那样，该行业正处于十字路口。它可以通过开发更多的超高旁通比涵道发动机来做一些进化。他说：“或者我们实际上可以看看更有价值、更有挑战性、更有革命性的东西。”。“这是开放式风扇（Open Fan）。”

什么是开放式风扇？

开放式风扇是一种发动机架构风格，旨在提供与当前喷气发动机相同的安全性、速度、噪音和功率，同时显著减少燃料使用和碳排放。它将如何做到这一点？通过去除传统上包裹发动机的“管道”。

CFM International是通用电气航空航天公司和赛峰飞机发动机公司各持股50%的合资公司，正在开发开放式风扇（又名未经改装）发动机架构，作为可持续发动机革命性创新（RISE-Revolutionary Innovation for Sustainable Engines）技术开发和示范计划的一部分。RISE计划于2021年推出，正在推进技术，以支持未来的飞机发动机，该发动机的燃油效率比目前的商用发动机高20%，同时满足客户对耐用性和可靠性的期望。

CFM的Open Fan工程团队对这种新架构在提高燃油效率的同时，也旨在与可持续航空燃料（SAF-Sustainable Aviation Fuel ）和混合动力电动系统等替代燃料合作抱有很高的希望，这是两家公司目前正在采取的另外两项关键举措，以支持该行业减少飞行排放的努力。

开放式风扇如何改变飞行的未来？

阿里说：“下一个变化，燃料燃烧的下一个改进，使其达到20%左右，如果不从根本上改变发动机的形状，就不可能发生。这只是物理定律。”。

这是因为“旁通比”。为了提高燃料燃烧和效率，通常的方法是让发动机的风扇更大。风扇吸入空气并将其抛到发动机后部，以产生更大的推力。但在这个过程中，一部分空气最终会与燃料一起燃烧。理想情况下，与燃料一起燃烧的“旁通”空气量应尽可能高，以提供推力——旁通比。

CFM International对安装在商用喷气机机翼上的开放式风

扇发动机的概念渲染。不代表任何确定的未来飞机配置。

70年前，喷气发动机的旁通比约为2:1。今天大约是11比1。但正如阿里所指出的，工程师们不能继续遵循同样的公式来提高这一比率，因为管道会变大以支撑更大的风扇，从而产生阻力，降低燃料燃烧效益。他说：“有一点离我们今天的位置不远，那就是这个管道太大了，它抹去了让风扇变大所带来的任何收益。”。

这就是开放式风扇的用武之地。通用电气航空航天公司目前的设计旨在将旁通比从11比1提高到60比1。阿里补充道：“与我们今天的情况相比，这是零分之六。”。“这是我们非常激动和兴奋的燃料燃烧机会。”

测试，测试：打开风扇通过步伐

到目前为止，RISE项目已经完成了250多项关键现场测试。阿里特别指出了两个风洞试验，模拟了开放式风扇和机翼的集成。赛峰飞机发动机公司在法国国家航空航天研究中心ONERA运营的设施中完成了前300多个小时的测试，该设施位于“世界上最大的风洞”中，使用五分之一比例的开放式风扇模型以巡航速度运行。随后，与荷兰DNW合作进行了第二组测试，在低速下模拟飞机起飞、爬升和下降过程。

阿里称这些结果“非常令人鼓舞”，不仅在验证性能和噪声方面，而且在通用电气航空航天公司在美国能源部橡树岭国家实验室维护的世界上最快的超级计算机之一Frontier的帮助下进行的计算分析方面。去年11月，该公司宣布了一个与波音、美国国家航空航天局和橡树岭合作的新项目，利用超级计算在模拟飞行条件下研究安装在飞机机翼上的开放式风扇架构的空气动力学。

他说：“通常，当你得到计算结果并将其与风洞[测试]进行比较时，两者之间存在差异。你花了很多时间来协调。”。但在这种情况下，“没有和解”。他补充道：“这些超级计算机在模拟未来方面的能力是前所未有的。”

开式风扇的后续步骤

阿里解释道：“我们正在进行大量测试，以验证耐用性、振动、耐力和摄入。”。“我们不仅对开式风扇（Open Fan）进行了所有这些测试，而且还有许多其他技术是RISE计划的一部分，这些技术都是风扇背后的技术，无论是更先进的核心技术还是混合动力技术。”

事实上，RISE项目团队正在重新设计一个轻量级的紧凑型核心，其中容纳了发动机的压缩、燃烧和高压涡轮模块，以使其更小并优化热效率，采用先进的冷却系统和能够承受极高温度的材料。该核心正在测试与下一代燃料的兼容性，包括未混合的SAF和氢气，以及与通用电气航空航天公司目前与美国国家航空航天局合作开发的混合动力系统的兼容性。

一起飞翔

提高飞行效率的挑战不是由一项发明或一家公司解决的。这是关于全行业的创新和合作。

阿里说：“这一切都是为了我们将在本十年晚些时候与空中客车公司联合进行的演示飞行。”。他承认CFM和空客之间的“强有力的合作伙伴关系”，并补充道：“这实际上反映了技术希望我们做什么，即发动机和飞机之间更深入、更好的集成。”

-------- 完 -------

原文，《The Shape of Things to Come: Open Fan Technology Championed at Airbus Summit 2025》 2025.4.3

补充图片