GE9X发动机未采用锯齿边设计的原因与航空降噪技术发展
2026-02-25 11:13
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发动机锯齿边是一种用于降低飞机噪音的设计,由美国国家航空航天局在1990年代至2000年代初开发。自2001年首次测试后,这种鲨鱼齿状边缘逐渐成为现代客机的常见配置。波音公司在787、747-8和737MAX等机型上采用了锯齿边,而空客公司则主要在A321飞机上标配。美国国家航空航天局的数据显示,锯齿边能将发动机噪音降低2至4分贝,相当于从运行两台割草机减少到一台的差异。到2025年,约有3000架在役的波音飞机配备了这种装置。

波音777X配备了GE9X发动机,这是目前全球最大的商用发动机。通用电气表示,该发动机可产生134,300磅推力,约合597.396千牛。这种高推力部分得益于设计中没有采用锯齿边。锯齿边通过产生更多涡流来抑制噪音,但会消耗能量,导致推力降低约0.5%,长期可能增加燃油消耗。通用电气开发了采用陶瓷基复合材料的新型喷口设计,这种材料耐热性高,允许更紧凑的排气系统,减少涡流生成,从而无需锯齿边且避免推力损失。

航空公司倾向于运营更安静的飞机以节省成本,这影响了新机采购决策。例如,2023年伦敦希思罗机场引入了基于噪音排放的定价系统,促使许多航空公司使用空客NEO等低噪音机型。全球航空公司已订购超过600架777X,其中阿联酋航空和卡塔尔航空各订购约100架。阿联酋航空在2025年迪拜航展上额外订购65架,总订单达270架,显示出对GE9X发动机的信心。

除了GE9X的喷口技术,其他降噪方法包括吸声衬垫、风扇叶片造型和提高涵道比。吸声衬垫会增加发动机重量和复杂性,而高涵道比能降低喷流速度以减少噪音,如罗尔斯·罗伊斯遄达XWB和CFM Leap发动机。普惠公司的齿轮传动涡扇系统也用于降噪,但曾导致A220飞机停飞事件。这些替代方案各有优缺点,但都避免了锯齿边对效率的影响。

不采用锯齿边可能带来维护复杂性和操作敏感性增加。陶瓷基复合材料的使用提高了建造和维护要求,而飞机噪音在襟翼和起落架展开时会更大,强调飞行程序的重要性。总体而言,GE9X发动机未采用锯齿边设计有助于提升效率和推力,长期飞行中累积效益显著。随着航空业面临更严格的噪音和排放法规,发动机技术的平衡发展至关重要。GE9X发动机代表了这一趋势的创新,而锯齿边设计短期内仍将在部分机型中应用。

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