【行业动态】GE航空：XA100项目为下一代发动机奠定基础

导读：据geaerospace网站4月24日报道，在美国俄亥俄州辛辛那提市外，GE航空（GE Aerospace）庞大的总部园区内，各种形状和大小的发动机部件被整齐地整理和分类，填满了一间安全室。每当开发和测试新的喷气发动机时，这都是标准流程——制造、测试，然后拆解。

这样做的目的是让工程师们能够对他们设计的每一个硬件部件进行深入分析。在测试过程中，他们看着自己设计的硬件产生了大量令人鼓舞的性能数据，但这些物理部件的实际状态是否与之相符呢？

这正是XA100项目团队在这个房间里想要弄清楚的事情。XA100是世界上首款飞行重量级的三流自适应循环发动机，他们希望未来的发动机设计能够利用从长达数年、高强度的XA100测试项目中所学到的一切经验。该项目于2024年6月结束。

领导拆解工作的是XA100项目负责人玛丽・科默（Mary Comer），她也带领团队完成了测试工作。她对测试新发动机并不陌生。事实上，XA100是她在GE公司参与的第九个新产品引入项目。

XA100项目是通过自适应发动机过渡计划（AETP）设立的，旨在应对美国空军对喷气推进行业提出的挑战，即生产下一代战斗机发动机。目标很明确：让未来的战斗机在携带日益先进的电子设备和系统的同时，能够飞得更远、更快。

“自适应”这个名称源于发动机能够根据飞行员的情况和油门输入来调整气流，从而实现高速性能和燃油效率高的巡航。这项技术已经研发了近二十年，在美国国防重点转向远程任务的背景下，它是美国的一项真正优势。

科默在拆解过程后表示：“我们没有发现意外情况，这正是我们想要的结果。当你拆解所有部件后，数据与硬件实际情况相符，这意味着我们进行了一次非常成功的测试。”

严苛的测试挑战

XA100项目的测试活动尤其独特。它不仅是首个接受测试的AETP发动机，还采用了以前从未完全融入战斗机发动机设计的先进技术。使用增材技术制造的热交换器、旋转陶瓷基复合材料部件以及新开发的数字发动机控制系统，对于实现项目目标至关重要。XA100的先进技术和自适应模式使该发动机的燃油效率提高了25%，航程增加了30%，任务系统冷却能力提高了两倍，加速性能比当今生产的最先进发动机提高了25%。

GE航空的工程师和两名美国空军代表检查拆解后的XA100测试部件

GE航空的可维护性工程师埃里克・伊尔泽（EricIlse）和两名美国空军代表在最近一次XA100测试后检查拆解的部件。XA100项目负责人玛丽・科默说：“我们没有发现意外情况，这正是我们想要的。”

这场严格的测试活动涉及两台不同的原型发动机，分别在GE航空位于俄亥俄州的高空测试舱以及美国空军位于田纳西州的世界级阿诺德工程发展中心（AEDC）进行测试。

科默指出，控制室里的气氛非常紧张。“完全安静，就像在图书馆一样。几十个人都紧盯着显示器，在不同的模拟飞行情况下观察自己负责部分的数据——怠速、全功率、加力燃烧室以及其间的各种状态。”

科默表示，XA100团队不仅达到了性能要求，还与政府合作，增加了测试时长以获取关键数据，为未来的发动机开发提供支持。他们让原型发动机运行了数百个小时。对于一个原型机来说，这是很少见的，但所有这些测试时长都有其关键目的。“我们的团队和美国空军真正最大化了测试的价值，以降低未来的风险。我们不满足于仅仅启动发动机——我们设定目标要达到每一个技术里程碑，并且我们做到了，”她说。“我们现在对这项技术了如指掌。它不是理论上的，而是真材实料的。”

成功的测试活动是美国空军自适应发动机过渡计划（AETP）的一部分，该计划最近被《航空周刊》授予国防类奖项。GE航空AETP团队的这一成就为未来的可变循环动力装置铺平了道路。

接下来：XA102发动机项目

随着XA100测试活动的完成并取得如此积极的成果，GE航空正将精力集中在自适应循环发动机的下一个迭代产品——XA102上。XA102是通过美国空军的下一代自适应推进（NGAP）计划进行开发的。

GE航空最近宣布，已与美国空军完成了XA102的详细设计评审（DDR），这是该发动机投入使用道路上的一个重要里程碑。此前不久，美国国防部授予GE航空一份合同修改协议，作为NGAP计划的一部分，继续推进该发动机的原型开发工作。

XA102项目的独特之处在于使用了基于模型的系统工程（MBSE），这是推进系统设计的一次革命性转变。事实上，这是GE公司历史上首款采用MBSE方法的发动机，并且“对XA102发动机设计的成功起到了关键作用”，GE航空先进国防产品部门爱迪生工厂（Edison Works）的副总裁兼总经理史蒂夫・“杜吉”・拉塞尔（Steve Doogie Russell）表示。

如今，数百名工程师和支持人员正在努力开发XA102，他们以XA100出色性能所积累的深厚工程、制造和测试知识为基础。

“XA100为XA102奠定了基础，”先进作战发动机总经理豪尔赫・佩雷斯（Jorge Perez）说。“我们从中学到的所有经验将使XA102更上一层楼，显著降低风险，并确保我们能够按照客户的需求速度，为他们提供更好、更具成本效益的解决方案。”

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