An Airbus A320neo at the Airbus Delivery Center -照片:A。Doumenjou |空客

空客交付中心的Frontier空客A320neo–照片:A。Doumenjou |空客

在过去几年中,窄体飞机的发动机技术得到了显着改善。当前的短途美国,欧洲和亚洲国内市场的竞争性质使航空公司在成本和效率方面进行竞争,以向客户提供尽可能低的机票价格。几乎所有航线上最大的直接直接成本就是飞机燃烧的燃料,而燃烧较少的燃料总是更好。前沿航空公司(Frontier Airlines)是美国为数不多的超低成本航空公司(ULCC)之一,该航空公司一直在积极寻求现代化,燃油效率高,所有经济舱的机队,以补充其ULCC商业模式。他们是空客A320neo(或新引擎选件)系列飞机在美国的首发客户,并且还使用CFM LEAP-1A发动机进行了一些首次商业飞行。我很幸运地乘坐这些闪亮的新飞机之一,与机组人员讨论了它如何改变我们的飞行方式。

风扇的碳复合材料叶片经过精心雕刻,可实现高效流动。而且更少的重量和噪音。较小叶片的内圈是芯子入口。这使电话背景很棒– just saying… Photo: Kevin Horn

边境于2016年9月交付了他们的第一台LEAP驱动的A320neo,并在此后不久开始提供收益服务。 Frontier机队的A320neo飞机由CFM LEAP-1A发动机提供动力,这些发动机是通过以下方式设计和制造的 是美国GE航空航天公司和法国赛峰集团之间的50-50合资企业。该发动机在叶片中融合了最新的材料和先进的制造技术以及复杂的3D空气动力学形状,从而为飞机的燃油效率带来了阶段性变化。各个国家/地区都有两条生产线,而空中客车A320neo是首批使用的三种变型中的第一条。 CFM LEAP-1A适用于空中客车,LEAP-1B适用于波音737MAX,该飞机刚刚与世界各地的航空公司进入收益服务。 LEAP-1C正在Comac C919上进行试飞,这是中国目前正在研发的新型窄体飞机。

CFM LEAP的所有辉煌成就–照片:CFM航空发动机

A320的新引擎选件旨在传达升级范围。空中客车公司继续在全球多个地点制造更名的A320ceo(或“当前发动机选件”)飞机系列。他们已经建造了6,000多架飞机,可以在每个人口稠密的大陆上空飞驰。当前的发动机选件是CFM56和IAE V2500系列发动机。两者都是通过主要OEM的合作伙伴关系制造的,再次与CFM(GE-Safran)和IAE(Pratt和Whitney-Rolls Royce)合作。这些引擎虽然当时很先进并且经过多年升级,但它们从根本上代表了具有30年历史的引擎技术,并且正在达到其架构的极限。 CFM LEAP涡轮风扇和Pratt&惠特尼PW1000系列GTF(齿轮涡扇)发动机有望大大改善燃油消耗,降低机舱和外部噪音,并提高在役现有和新型飞机的性能。

关键技术及其对效率的影响

LEAP-1A发动机采用了许多关键技术,可以在飞机飞行的几乎每个阶段提高性能。主要的改进领域是新的更高旁通比风扇,具有3D空气动力学的碳纤维风扇叶片,高压涡轮中的超高温材料以及先进的机舱空气动力学。如果这个行话对您没有任何意义,请不用担心,我会解释,您将立即成为专家! LEAP-1A和PW1000 GTF系列引擎一起使用 承诺减少15%的燃油消耗 at service entry.

边境’的第一架A230neo白尾鹿– Photo: Airbus

当您寻找机翼下方的大型发动机时,在野外发现其中一架飞机很容易。您在发动机前部看到的叶片构成了风扇,并提供了大部分推力。与家用风扇类似,这些叶片可移动大量空气,其中超过90%的叶片绕过核心并从后部通过。您可能还会注意到,这些叶片是黑色的,而不是裸金属的,它们是由碳纤维增强塑料(CFRP)制成的,这是您在赛车和战斗机中所听到的神奇材料。与钛相比,CFRP叶片可以做得更薄,更宽和更长,从而使更少的形状更复杂的叶片可以更有效地将冷空气通过发动机。所有这些好处有助于减少噪音,降低油耗和减少排放。

风扇叶片提供大部分推力,但是发动机的核心为风扇和飞机上的其余系统提供动力。核心是发动机燃烧燃料的部分,继而产生一些推力,但大部分能量通过涡轮机抽出,为风扇提供动力。在核心方面,有许多关键的进步共同作用,主要是通过更高的压力和温度来提高效率。运行温度较高的发动机可以更有效地从燃烧的燃料中提取动力;在某些地方,温度比钢的熔点还高!

CFM LEAP的特写镜头在A321neo原型上。注意全尺寸人员!– Photo: Airbus

为了承受超过金属熔点的温度以及涡轮机中高达3200°F或1750°C的温度,需要使用新一代的材料。陶瓷基复合材料(CMC)材料是专门设计的,既轻巧又具有极高的熔化温度。 CMC与您在家中的餐具中的瓷器相似,它不是由金属制成,并且可以承受新发动机的高温和高压而不会熔化。

最后,对装有发动机的机舱进行了重新设计,以减少阻力并提高推力效率。通过更紧密地配合发动机,以及改善周围和引入发动机的空气动力学性能,可以将由于风扇较大而导致的阻力损失降至最低。

那么,这些改进对飞行的公众意味着什么?

  • 燃料消耗少的飞机是效率更高的飞机。这意味着乘客的机票价格更低,航空公司的经济效益更高。
  • 对于相同数量的燃料,增加的航程意味着航空公司正在尝试3,500海里(6,482公里,4,028英里)或更高的跨大陆和跨大西洋的新航线。这为现有的A320ceo或737NG飞机机队开辟了以前不可能或不经济的航线。

更多绕过更多问题

如果不提及在介绍这些先进的超高旁路涡轮风扇发动机过程中所面临的问题,A320neo的覆盖范围将是不完整的。对旧发动机的改进至关重要的新技术也给商业服务中的早期运营商带来了重大问题。

此处介绍的飞机上配备的CFM LEAP-1A发动机在整个机队中都遇到了一些入门问题。最重要的是保证的燃油燃烧量不足。飞机生命周期内的燃油成本可能超过飞机的购买成本(2017年A320neo的标价为1.084亿美元),因此燃料燃烧量仅比保证值增加百分之几,可能会给航空公司带来数百万美元的额外费用。一个 传言不足2%-3% 与LEAP-1A相比,该发动机的吸引力不及竞争对手普拉特&惠特尼(Whitney)PW1100G GTF交给了潜在的机队所有者,并偏向于普拉特(Pratt)的订单& Whitney.

两个引擎之间的差异程度是’公开,因为实际的燃油消耗量指标受到航空公司和制造商严格保护的专有信息。反之, CFM在服务进入时吹捧了更成熟的引擎比普拉特更少的问题&惠特尼PW1100G已经面临。

虽然本文中不影响使用CFM LEAP-1A动力的飞机,但普拉特面临的问题&自推出以来,配备惠特尼PW1100G的机队具有重要意义和持久性。有趣的是,大多数问题并非源于发动机架构的高风险技术 –齿轮涡轮风扇;齿轮系已被证明是最可靠的。由于在发动机其他领域的实施问题(包括转子弓,燃烧室耐用性,涡轮机密封件,主轴承碳密封件磨损以及备用发动机的可用性有限),引入受到阻碍。

卡塔尔航空成为P飞机的启动客户而备受瞩目&W动力A320neo。他们原定要乘坐第一架量产飞机,但特别是延误并最终推迟了所有A320neo飞机。在测试过程中,发现发动机易受称为“转子弓”的状况的影响,在这种情况下,在典型飞行中关闭并重新启动时,装有风扇,压缩机和涡轮叶片的转子会发生少量弯曲。挠度会导致叶片与导流罩之间的干涉,导致过早磨损, 增加引擎启动时间,并大大增加了每架飞机的维护和停机成本。卡塔尔认为这些不利因素是不可接受的, 导致取消了50架飞机的订单,最终 从2019年开始延迟交付A321neo和CFM LEAP-1A发动机.

照片:陀螺仪(Wikimedia,CC-BY-SA 4.0)

卡塔尔航空A320neo飞机在图卢兹没有发动机就座。由于性能不足,卡塔尔取消了全部A320neo订单。 F-WWBZ sn:6496前景中的飞机在存放数月后已重新粉刷并交付给IndiGo。 照片:陀螺仪(Wikimedia,CC-BY-SA 4.0)

随着更多飞机的服役,出现了新的问题。 P最大的运营商&W A320neo飞机(IndiGo)的计划机队为480架,开始观察机队中燃烧室衬套的过早磨损。印度次大陆炎热潮湿的气候以及印度短途国内航班的高循环率加剧了这种情况,保护燃烧器免受高温影响的非金属衬里开始腐蚀和破裂的时间比许多飞机早得多。

与燃烧室衬套的腐蚀类似,支撑轴的碳素空气密封件和高压压缩机刀口密封件的过早磨损为早期操作人员带来了重大的操作和安全问题。在某些最新飞机中,HPC刀口密封件的降解已导致拒绝起飞和发动机在飞行中停机,并且导致 欧洲航空安全局的适航指令 导致受影响的飞机停飞并停止了普惠公司的新发动机交付&惠特尼于2018年2月至至少2018年4月飞往空中客车公司。

这些损坏部件中的许多部件的修理都涉及从机翼上拆下受影响的发动机,拆卸并重新安装。

PW1100G的两个已知问题还导致发动机过早拆卸41次,其中28次是由于3号轴承的碳-空气密封不良,还有13个是由于燃烧室退化引起的。– 全球飞行

由于短途飞机一天要飞行18个小时,因此时间表中只有足够的停机时间来进行定期维护,而不是进行大修。更快维修的解决方案是在大多数情况下更换备用发动机,但在有很多问题的机队中,普拉特&惠特尼未能为空客提供足够的发动机来满足交付目标,更不用说额外的备件了。没有备件,等待维修的飞机将停飞,直到重新设计的零件可用为止,并且工厂的飞机没有发动机。

(维基媒体,CC-BY-SA 4.0)

IndiGo A320neo正在等待来自Pratt的GTF发动机&惠特尼在图卢兹的空中客车总部。在那之前’s the “no engine option”或在工业上通常称为滑翔机。 照片:陀螺仪(Wikimedia,CC-BY-SA 4.0)

总而言之,A320neo的推出一直很艰难。但是让 ’专注于积极因素!新技术必须具有优势,我们今天可以作为乘客和机组人员体验到这些!

飞行NEO –和平与安静

边境一直在将NEO飞机纳入其机队,我很幸运在9月从DTW飞往DEN的航班上偶然遇上了一架。

我很好地要求登机,所以我可以和飞行员呆几分钟。飞机的机长真是太棒了,让我看一下驾驶舱。她预先解释了一些差异,从操作的角度来看这些差异很小。即使在像丹佛,盐湖城和拉斯维加斯这样艰难的机场,通常看到炎热稀薄的空气的情况下,增加的有效载荷和射程也几乎消除了容量限制。值得赞扬的是新型发动机,它们具有更高的性能,并且在相同路线上所需的机载燃料更少,从而减轻了起飞重量。

检查驾驶舱。飞行员说,从A320ceo过渡很容易,但确实赞赏高性能发动机的灵活性以及每次飞行的燃油负荷更轻。– Photo: Kevin Horn

总的来说,我作为乘客可以给A320neo最好的称赞是没有什么值得报道的!在飞行的所有阶段,对于我的非科学人士来说,这次飞行肯定更加安静。每个引擎的18个风扇叶片发出的嗡嗡声几乎都是您听到的进入机舱的声音。 汉莎航空计算出起飞噪声轮廓降低了50% 与A320ceo相比,我认为在机载上也将非常感激。如果您是机舱服务人员,或者只是花了更多时间在飞机上而无法接受的人,那么任何A320neo或737MAX上降低的声级都会立即被发现并受到赞赏;大多数休闲乘客不会注意到。

飞机内部最重要的变化是后厨房和盥洗室的巧妙包装。现在,有两个浴室靠在后舱壁上,尽管其中一个装扮成乘务员跳楼座椅,通常在巡航时会折叠起来。借助新的厨房和洗手间布置,可以在不拉长机身的情况下为A320飞机增加一整排座位(共6个),这意味着航空公司的收入将增加,而航程成本却降至最低。有些人很鄙视这些“efficient”布局,但我发现两个小时的飞行可以通过座椅和洗手间。

我们推迟了计划,发动机的启动时间与在役的任何其他窄体飞机一样。我没有’推回过程中不要让我的avgeek秒表出现在我身上,以验证启动是否花了更长的时间来减轻转子弯曲。

边境 has 适用于所有飞机的一致产品:全经济型超薄座椅的间距为29英寸,无倾斜,前排3排“拉伸”座椅具有32英寸-33英寸的间距,全托盘桌子和少量倾斜度。我和我的伴侣 对Frontier飞行体验并不陌生 由于产品质量稳定且票价低廉,实际上它是我们最喜欢的航空公司之一。关于Frontier的一件有趣的事情要注意:所有行中的中间座位(B或E)比窗户或过道座位宽约一英寸。购买座位分配时要考虑一些事情。

结论–一种用于窄体飞机的巨型LEAP

当我的飞机驶入登机口时,我意识到我是第一次乘坐机翼下的新发动机。千禧一代时髦的照片质量降低了!– Photo: Kevin Horn

如果您花费大量时间在空中,那么对于即将进入广泛的收益服务的最新一代A320和737感到兴奋。飞机从地面和空中都安静。在运营上,更低的成本和更环保的飞机对所有人都有好处。新的,更长的路线有望使更多人更容易进行中程旅行。世界上几乎所有主要航空公司都为这些LEAP和GTF动力飞机订购了大笔订单,因此您无需等待很长时间即可抢购其中一架新鸟。

凯文(Kevin)是一位热衷于万物飞行的航空工程师。他目前居住在丹佛,喜欢旅行和工作,经常去目的地追求自己的跑步,跳伞,室内跳伞和冒险爱好。

赢取Allegiant机票&飞到温暖的地方!
7 评论
乔·史密斯

惊讶的是,两种机型在广泛的飞行测试中均未发现引擎问题…也许是?我知道很难在飞行测试中复制航空公司的使用情况,但是在这种情况下,’m not sure.

有人对此有见解吗?

爱奥娜·韦德

唐’飞行前沿。他们会骗你的。一世’他们去过边境3次和3次,他们都列出了我的行李,他们甚至想向您收取可乐和小吃的费用,而您所付的票价却是免费的。西南和美国唐’t charge. I won’不再是边境飞行

“只要您付了多少钱,票应该是免费的”
ULCC(超低成本航空公司)的要点是,您只需为使用的商品付费,因此机票更便宜。通常会提供单程29美元的特惠票价,甚至是正常价格的客舱’很高,有时会略高于100美元,具体取决于您的飞行地点。相比之下,与灵狮巴士或火车,或用于驾驶的汽油相比,您可以’不能以任何其他方式做到那么快。所以如果你’重新节省$ 50,$ 100或$ 100’与其他形式的旅行,甚至其他航空公司相比,我认为3美元的苏打水不会让银行破产。他们在便利店,体育馆和电影院里做同样的事情。人们不’不要抱怨,他们只是作相应的计划,要么自己带(如果允许),要么购买他们想要/需要的最低限度的东西。

兆字节

那么,爱奥娜,你在剧院得到免费的饮料和小吃吗?还是在橄榄球或棒球比赛中???付出高昂的代价,不应该’小吃和饮料是免费的吗?嗯,一张NFL票价为150美元(或以上),您仍然需要额外支付零食和饮料。 $ 29单程在Frontier上,我买得起$ 3的小吃和饮料。您至少要在其他航空公司单程支付$ 200或更多,并且包括零食。如此之多的选择,廉价或昂贵的航空公司。你的选择!

NEO’如果飞机是在几小时前起飞的,则确实要花一分钟多一点的时间才能启动飞机。他们最多可处理约29%– 30% rpm, then “motor”在添加燃料之前以该rpm进行约30-60秒& spark, &继续开始。如果飞机过夜,它们会像首席执行官引擎一样正常启动。

雅各布

那么,爱奥娜,你在剧院得到免费的饮料和小吃吗?还是在橄榄球或棒球比赛中???

我乘坐的是新型Neo发动机,是在Frontier飞机上飞行的,从经验上我可以说,它要安静得多,几乎看不到任何发动机噪音。

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