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导读：随着全球各国纷纷将减少碳排放作为未来几十年内一项重要“战略任务”，这也给航空发动机制造商们的下一代航空发动机提出了“绿色脱碳”的需求，然而作为世界航空发动机三巨头之一的普惠公司却表示，其早已看到了这一趋势，在其他公司还在讨论如何在已拥有并正在使用的设计上进行“脱碳”创新时，GTF发动机却作为一款标准的“绿色脱碳”航空发动机运行了整整5年，那么普惠公司近年来为民航业可持续发展到底带来了哪些改变？近日，两机动力控制的小编对普惠公司先进的技术高级研究员迈克尔.温特博士（Michael Winter）和普惠公司商用发动机客户业务大中华区总裁范佑勋先生（Yogesh Farswani）进行了采访。
根据联合国国际民用航空组织（ICAO）发布的数据，今天，航空约占人类产生的所有二氧化碳的2.5%，虽然目前发动机和飞机的效率每年提高约1.5%，但与此同时，航空行业在营收和乘客公里数方面同比增长约4.5%，这导致未来20年，航空行业的碳排放总量仍将不断提升。
另一方面，现代地面运输等其他排放源因为电动等技术的发展而更具可持续性，因此如果现在航空业不迅速采取行动，到2050年航空业产生的二氧化碳总量占比将达18%，甚至更高，这对全球的“脱碳”行动造成重大挑战。
普惠公司的对策就是加大对“绿色”技术的投资，且早已开始行动。目前普惠公司（包括加拿大普惠）有大约7万多台涡轴发动机、涡桨发动机和大型涡扇发动机为全世界各种飞机提供动力，将世界各地的人、经济和家人连接在一起。在经过大量的数据分析后，普惠公司发现在整个发动机从设计、制造、运行和退役的全生命周期中，只有2%的二氧化碳是在制造和交付阶段产生的，约98%的二氧化碳是在飞行中排放的，这就是普惠关注的地方——不断的提升发动机效率。
以波音707与空客A321XLR客机为例，在相同的航线XLR客机的燃油消耗比前者减少了70%，其主要区别就在于2架飞机所使用的发动机，由于现代发动机可靠度和效率的提升，其中可靠性提高了6个数量级，由其驱动的A321XLR客机只需要2台就能完成之前4台发动机才能完成的飞行任务，为航空业带来了巨大的变化。
2016年，普惠公司更进一步推出了一种全新的革命性发动机GTF，英文全称为Geared Turbofan Engine，即齿轮传动涡轮风扇发动机。它与传统的窄体客机发动机相比，风扇通过行星减速齿轮箱连接低压压气机，从而使得低压转子在效率较高的高转速下工作，以匹配高压转子的最佳转速；同时，让风扇在气动损失和噪声都较小的较低转速下工作，以此来实现通过增大发动机涵道比，使发动机可靠性提高，耗油率、使用与维修成本、噪声均降低，大幅度减少了二氧化碳的排放量，据估计在未来10年中至少要少排放1600万吨二氧化碳。
除了革命性的齿轮传动技术外，普惠公司还在GTF发动机上推出了多达48项新技术，在20年的时间里投入超过100亿美元，最终实现了燃油消耗降低了20%，噪音降低75%，氮氧化物减少50%。效率的提升使得每架飞机每年减少的碳排放相当于多种植90万棵树，普惠公司已经售出了1万台GTF发动机，足以装配 5千架飞机，其中在中国大约有200架。
值得一提的还有噪音的降低，例如在上海虹桥机场，一架由GTF提供动力的飞机与一架传统飞机相比能减轻73%的噪音轨迹。但是与传统认为噪声减少只是机场周围的居民感觉安静舒适不同，实际上较低的噪音意味着更多直飞航线的选择（不用因为噪声排放而避开居民区），目前至少有1.5%的油耗与机场进行航线规划有关，这也在间接的逐步提升了飞机的燃油效率。
在过去5年里不断的优化和改进，GTF发动机已经累计达到800万飞行小时，签派可靠度目前达到了99.97%，已经证明了其成熟的可靠性和满足所有性能目标的能力。
GTF系列发动机已经获得了使用50%可持续航空燃油（SAF）的适航认证，也就是说航空公司无需对发动机进行任何附加改造，就能够正常的使用7种已被批准的可持续航空燃油（SAF）。普惠公司也正朝着能够在未来使用100%可持续航空燃油的目标迈进。当使用100%可持续航空燃油的标准推出时，根据标准，普惠公司届时会明确是否有必要对发动机进行改装。但即便如此，普惠公司现役的V2500与GTF发动机其实就是已经能够100%兼容可持续航空燃油。
温特博士非常看好可持续航空燃油，认为其是航空业全面迈入电气化时代前的一项“投入式使用”的替代方案，其无需飞机与发动机进行任何改装，普惠公司也在十多年前就已选择使用了100%的可持续航空燃油进行研究。
但可持续航空燃油在目前航空业的总使用占比仍微乎其微，普惠公司认为其推广涉及三个主要因素：
第一是经济因素。支撑相关的基础设施将要多少资金？2019年全球商用航空机队消耗了1,000亿加仑航空燃油，而在当年全球仅生产了几百万加仑的可持续航空燃油，因此经济投资将是关键。
第二是原料因素。可持续航空燃油的大量产出不应该与人类粮食生产造成竞争，这一点具备极其重大意义，因为今天大部分可持续航空燃油经过两种工艺制成，分别是加氢酯和脂肪酸（HEFA）与费托合成（Fischer-Tropsch）工艺。这两种工艺均具有高经济性并可扩大规模，同时它们还能使用多种原料，除粮食原料外还可使用包括废水和垃圾在内的废弃物。
但第三个是最重要的因素，这个因素就是碳强度。百分之百通过费托合成或加氢酯和脂肪酸工艺制成的可持续航空燃油可实现80%的碳中和。而许多通过其它路径制成的可持续航空燃油甚至还不及这一水准。因此当我们前瞻未来时，最终将可持续航空燃油的碳强度降至最低这一点具备极其重大意义，而我们也需要向能够最显著降低碳强度的路径投资。
温特博士表示，一套可能的理想方案是使用氢来制造可持续航空燃油，用可再生的电力将水分解为氢与氧，提取其中的氢并将之与从大气中提取的二氧化碳结合，这样产生的将是负的碳排放。因此这将成为一套理想的解决方案，而这也是投资的最终方向。
除了专注于为传统和齿轮传动涡扇发动机以及使用可持续航空燃油开发新的技术外，普惠公司对于纯电动发动机、混合动力和氢能动力的研制也非常重视。
普惠公司认为，对于纯电动发动机，目前的电池仍然非常重，相同的能量下电池重量比燃油重40倍。因此，全电动大多数都用在非常短的航程和非常轻的载荷。
对于混合电动，有很多场景能够应用，从城市间空中交通飞行器、支线涡桨飞机、甚至单通道窄体客机和宽体飞机。从现在到本世纪中期，普惠公司将继续与加拿大政府和 Quebec 航空航天部门合作，推进混合电动支线涡桨飞机的试飞，同时，普惠公司也在积极探索新的技术，有望实现在同一时期内装配单通道窄体客机进行试飞。
对于氢能，普惠公司认为无论是气体形式还是液体形式，也将带来新机遇。普惠公司在氢燃料发动机方面有着悠久的历史，早在上世纪50年代就制造了全尺寸该类发动机，目前正在研究新技术以提高发动机的效率。
在普惠公司推出GTF发动机之时，已经考虑将设计技术与设计构型融合，一个关键原则就是从商业角度构建发动机制造、维护与服务的正确ECO。普惠公司实际上打造了一个全球网络，包括中国的上海发动机中心、珠海摩天宇等业界同仁也加入这一网络，大家伙儿一起来分享各类最佳实践、共同建立更高标准，在高标准基础上进行改进，从而确保每一位战略伙伴都能从数字化和精益灵活两个层面受益。
与之前的发动机设计构型不同，GTF发动机多出40%的传感器，这在某种程度上预示着普惠公司可使用更多的发动机运行数据，在此基础上，普惠推出一项称为EngineWise Insight Plus的售后服务，该服务能够持续监测发动机和部件的健康状态，实现视情维护和零件需求，并向供应链发送需求信号。不论是MRO伙伴还是制造部门、或者客户支持部门，将整套数字化技术整合成为一个生态系统。由于具有了透明度，这使得普惠构建的全球网络不仅有能力对其做出兼具效率与效力的反应，而且还可以对产品与工厂逐渐完备技术。
普惠公司还将数字化用于设计发动机的工程模型，在制作的完整过程中控制和诊断发动机，并实现更高效的维护维修和大修。这是一个互联的生态系统，通过这一个用于设计发动机的模型，普惠公司可以记录每次飞行中每个发动机的 400 万个数据点，并在发动机的全生命周期中进行诊断以保证其高效、健康和安全。
而且，这些相同的数字化模型既可被用于模拟包括增材制造在内的制造流程；还可用于质量检查；或是与传感器配合使用来诊断飞行的健康状态；它们还可用来确定工作范围与改进方向，最终，这些工程模型能为全新设计提供反馈，从而帮助新一代的发动机实现效率提升。
正如之前所说，普惠公司在所有工作中都一直在推动员工和周围社区的可持续发展、环境健康和安全，自1929年以来，普惠公司一直在为客户服务、连接社区，目前在中国的航空公司中有 3000 多台发动机在役，其中一半是大型商用航空发动机。
目前，V2500发动机在中国已经飞了25年，而GTF发动机才工作了5年。普惠公司目前也在推动齿轮涡扇发动机在中国的推广应用，助力中国实现可持续和碳减排方面的重大变革，因为齿轮传动涡扇发动机这个最能代表技术前沿的可持续产品，比行业认为可能的时间提前了5年，也是当今窄体机动力中最成熟、最简洁的设计。
范佑勋先生表示，没有客户的信赖和信任，GTF发动机就不可能取得这样的成功与影响力，特别是四川航空公司、中国南方航空公司、中国国际航空公司、青岛航空，这些中国客户在早期就采用了颠覆游戏规则的GTF发动机技术，在当下中国在可持续航空发展方面走在了前列。
同时，普惠公司也注意其在中国的运营、工厂设施以及员工开展业务过程中也具备可持续性，上海普惠发动机中心是于2009年与东航合资成立的，2009年就成为中国首家LEED®白金认证（美国绿色建筑认证奖项）设施。当时将工厂设施设计成绿色可持续并不是必须的，普惠公司也从未因为该设施的可持续特性让客户支付额外费用，但这是普惠公司在全球以及参与的每个重要市场开展业务的原则。
对于未来可持续航空发展的策略的展望，普惠认为其并不控制一款全新飞机进入服役的时间，但会不断的投资创新技术，特别是在促进航空可持续发展方面的技术，从而为其在正确的市场契机来临之际做好准备。
普惠公司正在投资新的工厂以制造类似陶瓷基复合材料（CMC）这样全新的耐受更高温度的材料，最近为一座全新陶瓷基复合材料工厂投资约1亿美元，并为另一座热端部件制造工厂投资6.5亿美元以获得更高的热效率。
而对于GTF发动机，由于齿轮传动这一架构技术在工程上的突破，它使得很多之前没办法使用的技术在应用上变得可能，普惠公司获得了大量提升推进效率的契机。目前现役的GTF发动机的涵道比是12，但普惠已经在风洞中研发了涵道比为18的发动机，同时制造了一台涵道比为15的全尺寸发动机。
范佑勋先生强调道：“我们想表达的观点是可持续性是一种精神，是一种价值。这一共同的目标自企业成立以来就一直推动着我们前进，现代航空业是由普惠公司领导的。在中国，我们真的很谦虚，也很感激客户的接纳和支持，让我们也可以将这种改变游戏规则的技术、产品和思维方法实践于我们所做的一切，从而使我们的机队在未来能够成倍增长。”
范佑勋于2018年10月出任普惠公司大中华区总裁。在此全新职位上，他将为本地区的全部客户关系工作提供战略性领导，包括全面管理普惠公司的商用客户销售与支持服务，并统筹负责为增长业务机会建立可持续的关系。
出任现职前，范佑勋曾任亚洲区高级财务兼新加坡业务发展副总裁。他为联合技术公司（UTC）在本地区的企业风险审计工作提供战略与运营领导。此外，他还曾作为UTC在新加坡经济发展局、美-新商会的主要联络人，同公司在本地区的业务领导人一起负责发展UTC在新加坡的业务。
范佑勋在开发全新改变游戏规则的产品、新技术商业化与推动业务绩效领域拥有超过20年的经验。他于1996年加入普惠公司全球总部，历任多个领导职务，这中间还包括普惠公司大型商用发动机MRO网络全球临时首席财务官；在那之前，他是普惠公司全部大型商用发动机项目的首席财务官，曾为发布新一代齿轮传动式涡扇产品系列提供支持。
范佑勋是普惠公司财务领导力项目毕业生。他拥有美国布莱恩特大学工商管理理科学士学位，康涅狄格大学工商管理硕士（MBA）学位与佛吉尼亚大学达顿商学院颁发的管理学证书。他还于2014年参加了UTC与欧洲工商管理学院（INSEAD）在新加坡联合举办的UTC/INSEAD全球领导力发展项目。
迈克尔•温特是普惠公司先进的技术部门的高级研究员，也是公司的内部技术业务负责人及对外代表。他负责公司技术组合的开发和完善，包括技术项目的确定和排序，建立知识产权基础，技术许可和技术合作计划。他的上一职务是联合技术公司的系统与控制工程（SCE）部门总监（联合技术公司是一家为加快速度进行发展的航空和建筑业广泛提供高科技产品和服务的跨国企业）。他领导SCE为联合技术公司各业务部门提供其产品所依赖的复杂网络物理系统所需的技术、能力和工具。
在联合技术工作的 30 多年间，温特博士在燃料电池、激光以及燃烧和推进系统等领域均做出了贡献。温特博士曾任普惠公司首席技术工程师，负责公司的技术组合。他还负责制定了普惠公司技术职业发展计划（Technical Career Ladder）并领导了研究员表彰计划（Fellows Program），该计划旨在表彰公司的顶尖技术专家。 在此之前，他曾在联合技术研究中心担任飞行系统项目总监，负责汉胜公司和西科斯基飞机公司的先进的技术研发。
温特博士拥有耶鲁大学哲学博士、理学硕士和哲学硕士学位，以及德雷塞尔大学机械工程理学学士学位，拥有 40 多项专利并已发表 50 多篇技术文献。
温特博士是安柏瑞德航空大学工程学院的顾问委员会成员，曾供职于美国国家科学院国家研究委员会的评估委员会，并任美国航空航天学会（AIAA）副研究员、航空航天工业协会（AIA）环境委员会和技术运营委员会主席。返回搜狐，查看更加多
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