一台顶中国4台，罗罗宣布下一代航空发动机将问世，推力突破50吨

前言：

提起飞机发动机，那必然绕不开通用的

GE9X，作为世界推力最大发动机记录创造者

（截至2017年），它有着足够的资本“傲视群雄”。

然而，最近英国的罗罗公司突然宣布，他们多年研发的UltraFan技术取得突破，当引擎满负荷运行时，最大推力达到了85000磅。

虽然这个推力和通用电气的GE9X相比有点逊色，但其他性能则有超越之势。

那么，罗罗公司的UltraFan技术，能够在通用电气的GE9X面前扬眉吐气吗？

UltraFan发动机

GE9X压的罗罗公司“喘不过气”

近半个世纪以来，

大型客机普遍采用燃气涡轮发动机提供强大的动力

，它们要不是涡轮风扇，要不是涡轮螺旋桨。

但是，根据发动机交付使用的数量上来看，

涡扇是大家的首选

涡扇发动机

在涡扇发动机中，

有一款发动机让罗罗公司“喘不过气”，那就是通用电气的GE9X

早在

2012年，通用就想为最新的波音777-8/-9型客机，研制一款效率更高的GE9X

通用电气的GE9X

起初打算参考GE90-115B发动机，把GE9X的风扇直径也设置为325CM，推力为443kN，而777-8型则为390kN。

但是在后来的计算中，

通用直接把风扇直径从325CM增加到了335CM

波音777

在那以后，关于GE9X的各种消息层出不穷，直到

2018年3月，波音747-400飞机上安装了GE9X，在试验台上完成了首飞

在首飞成功后，GE9X又被安装到波音777-9进行测试，同样取得了优异的成绩，最后不出意外，

顺利拿到了美国FAA的认证

波音747

近距离观察GE9X发动机，第一观感就是大，

仅风扇直径就达到了3.4米

，再算上整流罩的尺寸，这一数据直逼4米。

同前代GE90相比，

GE9X的风扇选用可以弯曲的碳纤维制成叶片

，别看它仅有16个叶片，而GE90有22个，但是GE9X允许叶片在适当区域产生更多的扭曲，

在一些关键时刻可提供额外的推力

GE系列风扇叶片数量

为了能承受住发动机某些区域高达2400摄氏度的高温，相关研发人员设计出特殊的陶瓷材料，通用电气也曾自豪地表示，

GE9X的燃油效率提升10%不成问题

GE9X发动机

对一个发动机来说，推力也是判断好坏的关键因素之一，根据GE9X的设计资料，其原始推力设计为10万磅，但是在实测时，这个数据高达13.43万磅。

这提升的34.3%性能，足以证明GE发动机的设计冗余度和不可小视的潜力。

GE9X发动机

既然GE9X发动机这么优秀，自然成为飞机厂家的不二首选，这让同样为发动机厂家的罗罗公司“无能为力”，毕竟他们的产品和GE9X相比，还有一些差距。

所以，为了能在通用面前“扬眉吐气”一把，罗罗公司开始UltraFan技术的研发。

罗罗公司

UltraFan技术演示机面世

其实，通用在2012年开始研发GE9X后，

罗罗就嗅到了危机，也开始进行UltraFan技术的研发

GE9X发动机

到了2016年11月，他们也有了一些成果，罗罗公司在某个工厂里进行UltraFan齿轮箱的第一次试验。

这个齿轮箱在UltraFan发动机里十分关键，当然，也是当前

世界上功率最大的齿轮箱，能够为UltraFan发动机提供高效动力

UltraFan齿轮箱

当然，这次测试也是在试验台上进行，主要是模拟起飞、爬升等条件下，齿轮箱的效果，确认一些相关性能等。

同时，罗罗参考了先进发动机的设计经验，开始

把风扇换成CTi复合材料，也取得了成功

UltraFan发动机叶片

在迈出了重要一步后，罗罗公司的UltraFan技术研发进程大大加快，到了2018年10月，他们通过先进的3D打印技术，结合新材料技术，将20000多个零部件集成到Advance 3里。

在进行超100小时的测试后，结果显示3D打印技术和CMC技术完美融合，其

部件的性能十分优越

，这也给了罗罗继续走下去的信心。

3D打印技术（图源网络）

接下来，罗罗公司又开始对UltraFan发动机的低压系统进行攻关，其中一个关键部件，着实让他们头疼不已。

但是在最后，他们利用新型材料的优势，把相关部件汇集一起进行测试。

事后就连罗罗公司的研发人员也说，

之所以选用一些极端天气来试验，就是为了验证他们辛苦研发的ALPS技术，如果成功，他们会在UltraFan技术上实现飞速发展

UltraFan发动机叶片

在2020年10月，罗罗公司的一项演示吸引了全世界的目光，

他们把UltraFan样机造了出来，仔细观察其叶片，直径约为356CM

组装UltraFan发动机

根据其工作人员介绍，这些叶片是由数百层碳纤维和高性能增韧树脂，在高温高压的环境中打造而成，而且在叶片的前缘处，他们仍旧选用钛合金材料。

并且和他们的Trent发动机相比，UltraFan不仅在燃油消耗上下降了四分之一，还在排放量上减少了四分之一。

Trent发动机

在万事俱备之后，罗罗公司便开始组装UltraFan发动机，这项工作在德比的DemoWorks工厂稳步进行，初步计划在2021年完工。

他们组装的这台发动机，

因为其过于巨大，也被外界冠上“最大发动机”的美名

UltraFan发动机

然而那一场疫情，却打乱了罗罗公司的计划，也让他们公司承担了许多市场风险，但好在这个项目并未暂停，根据他们发布的信息，

UltraFan发动机的推力范围为111.10-488.98kN

，原计划是2025年就可以投入使用。

但现在因为这个疫情的影响，或许面世的时间会晚一些，这也增加了众人对它的期待。

UltraFan发动机

在今年年初，就有相关人士爆料UltraFan技术演示机即将开始首测，且使用100%可持续航空燃料。

和第一代Trent相比，UltraFan不仅燃油效率增加了25%，还因为全新的设计，可提供多种解决方案，而且还支持零排放航程。

UltraFan发动机

除此以外，

UltraFan技术还可以在短期内“移植”到Trent发动机上

同样具有降低燃油消耗和减排的效果

Trent发动机

当然，UltraFan技术远不止于此，如果

从长远目标来看，不管是窄体还是宽体飞机，只要使用UltraFan技术，都可以提高其燃油效率，极限情况下，可以提高10%左右

飞机

为了更好地测试，

罗罗还为UltraFan量身定制了Testbed80试验台

在测试过程中，他们收集了上万的数据，甚至还能以每秒20万个样本的速度，检测到最微小的震动。

Testbed80试验台

不仅测试的结果不错，

UltraFan还因其变速箱64MW的功率，创下航空航天的记录

最后罗罗还暗示，预计在2030年将UltraFan投入使用，想必那时，GE9X将会迎来一个强劲的对手。

UltraFan发动机

结语：

之前是GE9X“一家独大”，如果罗罗公司UltraFan能在2030年面世，或许会成为对方的劲敌。

虽然UltraFan在推力上有些损色，但是在油耗和环保上，一点也不输给GE9X，再加上现在发动机也不是唯“推力论”，最后谁更受欢迎，或许已经有了答案。

不管是GE9X，还是UltraFan，它们的性能参数看起来也比咱们的涡扇20要显眼的多，但是咱们经过这么短的时间能够发展到这一步，也付出了不少的努力。

总之，有差距不可怕，只要咱们认真起来，总有一天，咱们在发动机领域，也能进入一流行列。

参考文献：

罗罗通过3D打印部件和新材料推进发动机测试[J].航空维修与工程,2018,(10).

罗罗开始组装全球最大航空发动机[J].航空维修与工程,2021,(04).

罗罗公司完成超扇发动机低压系统关键部件测试[J].大飞机,2019,(03).

UltraFan发动机航空齿轮箱开始首次测试[J].航空维修与工程,2016,(11).

孙嘉忆.罗尔斯·罗伊斯公司宣布成功完成UltraFan技术演示机的首次测试[J].热能动力工程,2023,38(06).