【行业新闻】CFM公司将自适应发动机技术应用于开式风扇发动机

导读：【据航空周刊网站2025年10月24日报道】CFM国际公司正将自适应发动机的概念应用于未来商用发动机。与美军研发中的自适应发动机类似，在“可持续发动机革命性创新计划”（RISE）框架下开展的开式风扇发动机研究中，通过控制和调节传统核心机气流与旁路气流之外的第三股气流，实现了变循环技术的应用。

CFM公司指出，尽管军用与民用发动机原理相似，但采用该概念的动机存在显著差异。在军用自适应发动机中，第三股气流用于提高核心机气流质量以增强加速性能，或提高涵道比以延长航程。而RISE设计旨在通过第三股气流提升有效涵道比，从而提高效率，同时避免风扇直径大幅增加，简化安装流程。该设计还可降低核心机运行温度并减少粉尘吸入，两者共同作用将显著提升整体耐久性。

在开式风扇发动机设计中，第三股气流从单级风扇后方的进气口进入，穿过装有风扇齿轮系统的中间段（可变导叶安装于此），最终离开发动机并与风扇外涵气流汇合。尽管具体细节尚未披露，但进气口很可能采用分流器，根据需求将气流导向风扇外涵或核心机区域。

众所周知，涵道比越大，燃油效率越高，但推力响应性会略有下降。因此在需要快速推力响应的起飞阶段，可以通过操控第三股气流来增加核心机气流、减少旁路气流。若不采用第三股气流方案，唯一替代方案就是增大风扇尺寸。这种自适应方案既能缩小风扇尺寸，又能在需要时保持理想推力响应，且不牺牲效率。在高功率设置下，将更多气流导入核心机区域可提升质量流量和风扇压比。反之，当第三股气流与风扇外涵混合时，有效涵道比增加而风扇压比降低。

该设计有助于提升耐久性——这正是开式风扇发动机的关键参数。自适应方案通过两大途径强化耐久性。首先，提升整体推进效率后，无需过度依赖核心机的高温高压来提升热力性能。尽管近期大涵道比涡扇发动机通过提高整体压比和涡轮入口温度降低了燃油消耗，但极端工况（尤其在恶劣环境中）暴露了涡轮叶片与尾喷管侵蚀等耐久性隐患。其次，额外的气流如同离心过滤器，能减少灰尘和颗粒物进入发动机核心部件，它能过滤掉大量原本会被吸入发动机高压高温区域的灰尘和碎屑，所有杂质在进入核心机区域前就被过滤排出，进入旁路系统。

第三股气流技术还具备额外冷却优势。作为RISE计划的一部分，CFM正研究在发动机中集成混合动力系统，该系统正通过改装版GE“护照”发动机进行测试。通过将热量引入第三股气流并利用热交换器回收推力，可提高了整个系统的效率，这种设计尤其适用于混合动力系统。

来源：中国科协航空发动机产学联合体

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