GE航空航天近日在俄亥俄州皮布尔斯测试基地完成了一项具有里程碑意义的实验——在改装后的Passport商务机引擎上成功验证了兆瓦级混合动力系统。这项突破性技术并未依赖传统锂电池储能,而是通过内嵌电机与燃气轮机的深度耦合,实现了效率的显著提升。与行业普遍追求的“全电航空”不同,GE的方案聚焦于“能量管理”而非“能源替代”,为干线航空电气化开辟了新的技术路径。
传统燃气轮机在非设计工况下效率低下的问题长期困扰航空业。例如,飞机在怠速滑行或下降巡航时,引擎长期处于低负荷状态,不仅造成燃油浪费,还加剧了部件损耗。GE的解决方案通过“功率提取与注入”的双向协同机制,使Passport引擎成为可灵活调度的能量节点:在高负荷阶段(如起飞、爬升),内嵌电机作为“助推器”向核心机注入动力,降低涡轮前温度并延长引擎寿命;在低负荷阶段,则从核心机提取多余轴功率为电机储能,实现能量的循环利用。
该技术的核心创新在于“无电池运行”能力。通过完全依赖飞行阶段间的轴功率调度,GE规避了航空电气化面临的最大障碍——电池重量。当前锂电池的能量密度仅为航油的1/50,若采用电池储能会大幅增加飞机负荷。GE的“轻混动”策略通过优化能量流动而非增加储能设备,成为当前技术条件下最具现实意义的解决方案。
这场实验的深层目标是为CFM国际主导的RISE计划铺路。作为下一代窄体机引擎的预研项目,RISE计划要求燃油效率提升20%以上,仅靠气动优化或材料升级已无法满足需求。GE验证的兆瓦级电机集成技术,将为RISE计划的“开放式风扇”引擎提供关键支持——这种设计虽能提升效率,但对动力系统稳定性要求极高,而混动技术可通过实时功率补偿确保工况平稳。
NASA通过HyTEC项目提供的资金支持,反映了美国航空工业对研发风险的分摊策略。面对罗罗、普惠等竞争对手在混动领域的布局,GE需要通过全系统集成测试(而非零部件测试)向波音、空客证明技术成熟度,从而锁定下一代窄体机的动力供应资格。这场实验本质上是一场技术话语权的争夺战。
实验结果暗示了干线航空动力的未来方向:全电飞机因电池技术限制难以满足航程与载重需求,而“电气化辅助”的燃气轮机将成为主流。电力在此模式中扮演“数字调节器”角色,通过毫秒级功率补偿使引擎始终运行在高效区间,实现效率与可靠性的平衡。这种技术路径既避免了激进的全电化风险,又充分利用了电气化的优势。
对于中国航空业而言,GE的实践提供了重要启示:在追逐eVTOL等热点领域时,更需重视核心动力架构的研发。当前国产引擎如CJ-1000仍聚焦于传统动力优化,但未来竞争将集中在“油电深度融合”能力上。若无法突破电机与核心机的集成技术,无法实现工况精准协同,中国将在适航标准与效率竞争中面临比材料差距更难跨越的“架构代差”。深耕底层核心技术,才是干线航空动力竞争的关键。











