減少航空油耗與污染 奇異「槳扇式發動機」再次復活

稱爲CFM Rise的槳扇式發動機計劃，它具有0.8馬赫的飛行速度，而燃油效率提升20%。(圖/Airbus)

面對油價再次高漲，以及降低碳排的考驗，航空業也必須全盤檢討現有的碳排放問題，現在的航空發動機都太消耗燃油，碳排放也太高了。這使得40年前曾被放棄的一種技術再次復活，也就是介於渦輪噴射與螺旋槳動力之間的「槳扇式發動機」(Propfan)，它的外型相當獨特，如同渦輪風扇被裝到引擎罩之外。

新阿特拉斯(New Altas)報導，槳扇發動機也稱無導管風扇(Unducted fans ,UDFs)，或是開放式轉扇發動機(open rotor engines )，於1970年代首次被提出，它們看起來有點奇怪，前部有光滑的機艙和進氣口，後部卻有兩組旋轉風向相反的渦輪風扇在轉動。

這是因爲當時國際上遇到第二次石油危機，油價居高不下，立即反應在航空業，於是這種航速高於螺旋槳動力，卻有相同省油效果的航空發動機就被提出。

世界最大的航空發動機製造商奇異公司(General Electric ,GE)就在1980年代提出了GE36槳扇發動機，能夠推動客機以0.84 馬赫的速度巡航，與一般的渦扇發動機速度相同，但是卻有30%的省油效率。原本波音公司也計劃將727客機安裝上GE36，改名爲波音7J7。

然而在幾年之後，因爲海灣戰爭的後續影響，美國與阿拉伯聯盟大致和解，石油輸出國組織(OPEC)順勢解除石油禁運，燃油價格一夕之間暴跌，GE36的省油優勢看不出經濟效率，設計因此被擱置了40年。

奇異公司在30多年前就提出GE36槳扇式發動機，卻因油價回跌而研發停止。(圖/General Electric)

但是，現在這個時候，我們再次遇到戰爭、油價波動，另外又增加了環境減碳的國際共識，這使得槳扇式發動機再次被提出。美國奇異公司與法國賽峰集團合資成立的CFM國際公司，在2021年提出了Rise發動機計劃，可以視爲GE36的重生。

與GE36把槳扇安裝在後半段不同，Rise發動機的槳扇安裝在前方開口處，但原理是相同的。

GE公司表示，雖然近期燃油價格基本回穩，但是航空業仍然面臨着降低碳排，甚至淨零碳排的挑戰。與車輛、船舶可以改成電池動力不同，航空飛行仍然很大程度仰賴碳基燃料，因此如何增進航空油耗效率就變得至關重要。

目前， CFM 已經在地面上進行了大約 400 次測試，與此同時，GE 也一直在進行電腦模擬，並且借用了美國能源部橡樹嶺國家實驗室的「前沿」(Frontier) 超級電腦，用於分析大型槳扇在高速轉動時相互作用和效率。