Boom 交响曲
| 交响曲 | |
|---|---|
| File:Boom Symphony engine render.png 交响曲引擎的概念图 | |
| 概况 | |
| 类型 | 中等旁通比涡轮扇发动机 |
| 原产国 | 美国 |
| 制造商 | Boom 科技 |
| 使用机种 | Boom 序曲 |
Boom 交响曲（英语Boom Symphony，中文意为繁荣交响曲、交响曲发动机）是一款中等旁通比涡轮扇发动机，由Boom 科技开发，用于其Boom 序曲超音速客机。该发动机设计能在起飞时产生 35,000 磅（160 kN）的推力，并维持序曲号客机1.7 马赫的超音速巡航，并且只使用永续航空燃料。 [1]
开发内容将由Kratos的子公司“佛罗里达涡轮科技 (Florida Turbine Technologies) ”负责发动机总体设计、 GE 航太的子公司 Colibrium Additive（原 GE Additive）担任积层制造顾问、以及 StandardAero负责维护。 Boom 计划于 2024 年在北卡罗来纳州格林斯博罗的序曲工厂开始生产该型发动机。 [1] [2] [3]
设计和开发[编辑]
背景[编辑]
现有的超音速发动机都是喷气式战斗机发动机，既不具备商用航空所需的燃油经济性，也不具备足够的可靠性。 [4]
Boom 打算使用双转子、中等旁通比涡轮扇发动机，可以达成超音速巡航（不开启后燃器的超音速飞行）。 [5]协和号采用的劳斯莱斯/斯奈克玛 奥林帕斯 593 发动机虽然可以维持超音速巡航，但起飞和穿音速加速时需要使用后燃器，因此在起飞时会产生极大的噪音。 [4]协和号后续尽管在后燃器这部分有所改进，但超音速巡航产生的噪音更大，而且油耗比现代次音速发动机更高。[4]据估计，超音速飞机每海里每位乘客所消耗的燃料至少是亚音速飞机的三倍，除非使用永续燃料，否则会增加温室气体污染。 [6]这是因为最佳巡航高度越高，需要的爬升时间就越长、超音速下有越大的寄生阻力、发动机的旁通比也越低，而且必然要有更高的排气速度。
此外，设计给超音速飞行的发动机通常会在巡航时借由进气道构型进行一定的冲压压缩。为了避免与压缩段出口温度过高相关的问题，当飞机接近最高速度和高度时，需要较低的压缩段压缩比来降低整体压缩比 。然而，在初始爬升过程中，这种设计会降低推力并增加次音速和低空的燃料消耗。
Boom 的设计在传统发动机设计中，增加了特有的轴对称超音速进气口，搭配可变形低噪音排气喷嘴和被动冷却高压涡轮。在超音速涡轮扇发动机中，需要将相对较热（与次音速发动机相比）的核心排气与旁通空气混合，从而增加其体积并将这团混合气体减速至次音速。可变喷嘴是控制背压和将混合排气加速至巡航超音速的关键。
设计阶段[编辑]
此前，Boom 曾提议对现有的涡轮扇发动机设计进行修改，尽管这样做维护成本较高。 [7]该发动机的开发围绕现有的商用发动机核心进行，并采用新的低压轴，而不是采用全新的设计。 [7]一架 55 座飞机模型将由三台15,000—20,000 lbf（67—89 kN）推力发动机，不带后燃器，并采用比现行次音速喷气发动机更短的保养周期。 [8]
风扇直径越大，对巡航推力的要求就越高，油耗也越高，航程也越短，但由于其旁通比更高、起飞噪音更低，因此更受青睐。 [7]进气压缩需要低压核心，现有 3-4:1 旁通比涡轮扇发动机的衍生产品在起飞噪音和波阻之间取得了折衷，同时具有良好的燃油效率。 [9]洛克希德·马丁公司臭鼬工厂的戴夫·理查森 (Dave Richardson) 表示，适合的低整体压缩比发动机很少。 [9] 1950 至 60 年代的发动机，如GE J79 (用于F-104星式战斗机)、 GE YJ93 (用于XB-70女武神轰炸机) 、 GE4 (YJ93的衍生型，用于波音2707超音速客机)、 PW J58 (用于SR-71黑鸟侦察机)或劳斯莱斯奥林帕斯 (用于协和号客机)，由于人们追求更高的效率而停止了研发，而随后在材料科学方面关于更高温核心的研究进展，也不再是为了长期超音速飞行。 [9]现代发动机甚至比PW JT8D或 GE J79 更不合适。
2017 年，Boom 预测到 2035 年市场将需要 1,000 架超音速客机。 [10]
参见[编辑]
类似引擎
相关列表
参考资料[编辑]
- ↑ 1.0 1.1 Boom Supersonic announces Symphony™, the sustainable and cost-efficient engine for Overture. Boom Supersonic. 2022-12-13 [2022-12-14] （English）. 引用错误：
<ref>标签无效；同一name（名称）“:0”以不同内容定义了多次 - ↑ Ganapavaram, Abhijith. Boom taps Kratos to power supersonic plane Overture, delays rollout. Reuters. 2022-12-13 [2022-12-14] （English）.
- ↑ Coldewey, Devin. Boom takes the wraps off its supersonic Symphony engine design. TechCrunch. 2022-12-13 [2022-12-14] （en-US）.
- ↑ 4.0 4.1 4.2 Bjorn Fehrm. Will Boom succeed where Concorde failed?. Leeham News. November 17, 2016.
- ↑ Spry, Jeff. Boom Supersonic unveils new Symphony engine for faster-than-sound Overture airliner. Space.com. 2022-12-30 [2023-01-04] （English）.
- ↑ Reviving supersonic flight would likely have significant harmful environmental consequences, new analysis shows (新闻稿). International Council on Clean Transportation. 2018-07-17.
- ↑ 7.0 7.1 7.2 Guy Norris. JAL Options Up to 20 Boom Supersonic Airliners. Aviation Week & Space Technology. Dec 5, 2017. 引用错误：
<ref>标签无效；同一name（名称）“AvWeek5dec2017”以不同内容定义了多次 - ↑ Stephen Trimble. JAL invests heavily in supersonic Boom. Flightglobal. 5 December 2017.
- ↑ 9.0 9.1 9.2 Guy Norris. Boom Focuses On Derivative Engines For Supersonic Airliner Plan. Aviation Week & Space Technology. Jul 10, 2018.
- ↑ Aaron Karp. Boom CEO sees market for 1,000 supersonic passenger jets by 2035. Air Transport World (Aviation Week). May 3, 2017.