e3的研发路线 (e32021开展时间)

上世纪70年代初,在全球石油危机的影响下,NASA在1976年开始实施一项节能飞机计划,而其中节能高效发动机(E3)计划占据了整个计划经费的最大份额。

E3计划旨在通过进一步增大增压比、提高部件效率和改善飞机-发动机匹配,为八十年代末或九十年代初投入使用的新一代涡扇发动机提供技术基础。

1977年,NASA与普惠(PW)公司和通用电气(GE)公司分别签订合同,要求在1983年~1984年完成不见或验证机试验,达到以下技术目标:

1.耗油率降低12~15%,在使用过程中引起的性能恶化(一般会使耗油率增加3%)减少一半;

2.飞机直接使用费用减少5%;

3.满足美国联邦航空条例第36条关于噪声的规定(1978年标准);

4.满足美国环保局关于排气污染的规定(1981年标准)。

为达到上述目标,计划分三步进行。

第一步设计基本的推进系统,作为确定各部件的构型和评价技术进步的基础。在评价技术进步后,选JT9D-7A和CF6-50C作为基准发动机。

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CF-6-50C发动机

第二步研究和评价部件技术,即设计、制造和试验全尺寸的先进部件。

第三步将先进部件组合成系统,以便作为一个整体进行性能鉴定试验并在真实的发动机工作条件下评价各种先进部件技术。

作为政府科研机构,NASA推出E3计划的目标并不是研制出可供直接使用的发动机,而是为新一代发动机提供经过验证的关键技术。

而事实上,随着整个计划的顺利实施,最终效果甚至超出了NASA的预期。

通用电气公司的节能发动机完全达到了计划目标,特别是突破了高压比高压压气机设计技术,相应的关键技术先后应用于CF6-80C2大推力发动机、CFM56系列发动机等机型,而GE90发动机更是直接应用了E3发动机的核心机技术。

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GE-90发动机

普惠公司方面,E3发动机技术也对其发动机系列化发展起到了巨大的促进作用,例如浮壁燃烧室技术用于V2500发动机,大幅提升燃烧室寿命,此外,PW2037和PW4000发动机也从E3计划中吸取了大量关键技术。

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V2500发动机

可以说,虽然E3计划投入经费并不算多,但绝对是一笔超级划算的买卖,正是通过该计划得以验证的众多跨代关键技术,奠定了美国两大航空发动机巨头,特别是GE公司后续取得航空垄断地位的霸业基石。