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派克汉尼汾: 低碳飞行 “轻装”上阵

日期:2022/08/17   来源:机电商报   
  摘要:作为航空发动机客户尤为信赖的合作伙伴,派克汉尼汾不仅自身承诺到2040年实现运营碳中和,也一如既往地凭借积极、开放的创新思路,持续推动绿色科技在航空发动机领域发挥作用,为这一市场带来其渴求的产品,与客户并肩共同降低碳排放的影响。

引擎呼啸,银翼翱翔。现代航空工业将人类社会带入一个彼此之间距离更近的世界。庞然大物们的空中飞行,依托于强大的动力来源,也意味着大量的碳排放。以民航客机为例,每次飞行,都会消耗几吨到几十吨,甚至上百吨燃油。

全球气候变暖以及环境污染的加剧,使得航空领域的碳中和迫在眉睫。在2021年10月的国际航空运输协会(IATA)第77届年会上,IATA各成员航空公司一致同意,到2050年实现碳净零排放。这意味着,航空动力系统也亟需在轻量化、燃油效率等方面不断创新。

作为航空发动机客户尤为信赖的合作伙伴,派克汉尼汾(以下简称“派克”)不仅自身承诺到2040年实现运营碳中和,也一如既往地凭借积极、开放的创新思路,持续推动绿色科技在航空发动机领域发挥作用,为这一市场带来其渴求的产品,与客户并肩共同降低碳排放的影响。

航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械。作为运动与控制领域的先行者,凭借工程专业技能以及广泛的核心技术,派克可为其提供的产品及组件涵盖液压、燃油、油箱惰化、流体传送、热能管理、气动和滑油系统等多个领域。从引入复合材料制造发动机滑油箱,到研制成功新型紧凑型热管理设备,派克的工程师们结合自身技术实力,通过持续创新,不断在各个细节上带来卓有成效的提升,帮助实现减重减排,努力让航空发动机更高效和环保。

滑油产品

轻量化一直是航空领域重点关注的技术之一。“派克宇航深知减重是减排的第一步,飞机自身重量减轻后,消耗的燃油减少,排放物也能随之减少。”派克宇航燃气轮机燃油系统分部商务拓展经理Rick Mossey介绍,基于这样的理论基础,派克致力于采用轻型材料,在业内推出复合材料滑油箱。与传统滑油箱比较,复材油箱的重量可以减轻40%。

除了复材油箱,派克还采用成熟的除雾技术减少发动机油气的泄漏。该除雾技术原本由派克Racor事业部研发,用于工业领域;面对客户需求,派克积极将该技术延伸到航空领域,用于分离滑油系统排放气体中的微小油滴,将离析出的油滴导回滑油系统,避免向大气中扩散。凭借这样的前沿应用思路,派克的解决方案为航空滑油油气减排领域作出积极贡献。

在发动机润滑领域,派克宇航的另一项创举是在真实的工况下优化整个滑油系统,利用测试台架灵活调配整个滑油系统,精准满足客户需求,并达到轻量化要求。

燃烧技术

发动机燃烧室是派克宇航工程师特别关注的领域,大量创新设计正在成形。在众多项目中,生态油箱是一大新亮点。

生态油箱是派克提出的概念,油箱安装在发动机燃烧室下方,用于发动机关闭后收集和存储未消耗燃油,并送回主油箱。如不安装生态油箱,未消耗的燃油会积攒在燃油喷嘴内,层层沉积后产生结焦现象,继而影响燃油雾化性能。采用生态油箱对未消耗的燃油进行回收,可以避免结焦现象产生,使燃油喷嘴保持在极高的效率,让燃烧更洁净,排放更少。此外,生态油箱还能防止外溢燃油扩散,污染外界环境。

燃油喷嘴的设计是派克工程师减少发动机排放的另一个着力点。派克与客户密切合作,通过采用增材制造技术,研发了油气混合比更优秀,液滴大小更均匀,质量更轻的先进雾化喷嘴。通过精确控制喷嘴变量,派克得以帮助客户满足日益严苛的一氧化碳、二氧化碳和氮氧化合物排放标准。与此同时,增材制造技术还精简了制造流程,减少了传统连接技术的使用,进一步帮助降低了发动机排放对环境的影响。

传统的发动机燃油总管由硬管和接头系统组成,围绕着燃烧室安装。如今,派克采用宇航集团Stratoflex产品事业部更为柔韧、耐高温的燃油管路,以替代原先的硬管系统,在应对振动载荷方面非常有效。由于系统支架的减少,其重量也进一步减轻,带来的收益非常显著。

热管理效能

在热能管理方面,派克同样以新颖的解决方案为客户提供强大的支持。

航空发动机内的热环境非常严苛,主要用热交换器为发动机散热。为处理严苛高温,传统的热交换器体积很大。派克运用macrolamination超层叠技术研发制造出紧凑型热交换器,折叠尺寸比高达30∶1。这种热交换器尺寸更小,重量更轻,可以在发动机可选空间内灵活安装,同时,其强大的散热能力可将热管理效能提高40%。此外,这种设计思路的紧凑型热交换器还能有效减弱散热器本身对发动机旁路气流的干扰。

派克深知,细节决定成败。每一个细节,都有不断加以完善的空间。派克与航空发动机领域的客户长期携手创新,通过多项派克产品和技术解决方案,积极推进航空发动机减重减排,共同为实现航空领域的碳中和作出贡献。(徐俊霞