Вентиляторы без воздуховода (UDF), также известные как винтовые вентиляторы или двигатели с открытым ротором, впервые появились в 1970-х годах. На современный взгляд они выглядят немного странно, с гладкими гондолами и воздухозаборниками спереди и двумя наборами лопастей вентилятора, торчащими в воздух сзади.
General Electric разработала сверхэффективный авиадвигатель, опираясь на проект 30-летней давности
Когда-то GE думала, что суперэффективные винтовые вентиляторы — это будущее авиаперевозок, однако низкие цены на топливо в конце 1980-х годов не переместили потребление топлива в список приоритетов. Теперь компания возвращаются с CFM Rise, обещая 20% экономию топлива.
CFM
Как правило, лезвий много, и они загнуты назад и сильно закручены. Задние лопасти закручиваются в сторону, противоположную передним; иногда они вращаются в противоположных направлениях, другие вообще не вращаются, действуя как лопасти статора с переменным шагом, помогая восстановить поток.
«История авиационных двигателей, — пишут GE в официальном документе, — говорит нам, что все предыдущие прорывы в эффективности были достигнуты за счет новых технологий, которые позволили увеличить размер вентилятора и повысить коэффициент двухконтурности». Винтовые вентиляторы делают и то, и другое, сочетая топливную экономичность турбовинтового двигателя со скоростью и производительностью турбовентиляторного двигателя.
Между тем, история General Electric свидетельствует, что у этой компании был винтовентиляторный двигатель, почти готовый к запуску еще в 1989 году. Он был способен развивать крейсерскую скорость 0,84 Маха и обещал значительное преимущество в топливной экономичности на 30% по сравнению с популярными турбовентиляторными двигателями того времени. GE36 UDF, построенный в сотрудничестве со Snecma, дошел до стадии прототипа и летных испытаний, но как только ОПЕК сняла нефтяное эмбарго, цены на топливо упали, и проект был отложен.
Однако в последнее время цены на топливо практически не снижаются, и поскольку перед авиацией стоит задача обезуглероживания высокоэнергоемкого бизнеса, эффективность двигателей снова в моде. Батареи и водород не могут полностью заменить керосин в качестве энергоносителя, поэтому любой дополнительный пробег, который вы можете выжать из своих аппаратов, становится критическим.
Таким образом, GE снова вернулась к винтовым двигателям, и через CFM International, совместное предприятие 50/50 с Safran Aircraft Engines (ранее Snecma) объявила о новом двигателе для авиалайнеров UDF под названием Rise еще в 2021 году.
Новый движок
Конструкции с открытым ротором состоят из большого количества длинных лопастей с регулируемым шагом, сочетая скорость и производительность современных турбовентиляторных двигателей с эффективностью турбовинтовых двигателей
За последние 30 с лишним лет эффективность двигателей в отрасли, безусловно, возросла. Но, по словам GE, двигатель Rise по-прежнему должен проезжать на 20% больше, чем любой аналог на рынке в настоящее время, если сравнивать заданное количество энергии.
В то время как шум — как в кабине, так и на земле — был проблемой для некоторых предыдущих конструкций винтовентиляторов, команда CFM заявляет, что двигатель Rise «проходит проверку на соответствие самым строгим ... требованиям по уровню шума».
Двигатель Rise может быть установлен над хвостовым крылом авиалайнера и одинаково хорошо работает как под верхним крылом, так и под низко расположенным. Команда подписала соглашение с Airbus, которое приведет к открытию своего рода демонстратора вентиляторов, который, как ожидается, полетит «в середине 2020-х годов».