General Electric GE90 - General Electric GE90

GE90
General Electric GE90 представлен на авиасалоне в Фарнборо 2008.jpg
GE90-115B
ТипТурбовентиляторный
национальное происхождениеСоединенные Штаты
ПроизводительGE Aviation
Первый забегмарш 1993[1]
Основные приложенияБоинг 777
Произведено1993-настоящее время
Количество построенных2800 к июлю 2020 г.[2]
Стоимость программы2 миллиарда долларов, высокая тяга: 500 миллионов долларов[3]
Себестоимость единицы продукцииАМЕРИКАНСКИЙ ДОЛЛАР$ Прейскурантная цена 27,5 млн (2011 г.)[4]
Разработан вGeneral Electric GEnx
Двигатель Alliance GP7000
General Electric GE9X

В General Electric GE90 это семья высокий байпас турбовентилятор авиационные двигатели построен GE Aviation для Боинг 777 с номинальной тягой от 81 000 до 115 000 фунтов силы (от 360 до 510 кН). Он поступил на вооружение с British Airways в ноябре 1995 года. Это один из трех вариантов для версий 777-200, -200ER и -300, а также эксклюзивный двигатель для -200LR, -300ER и 777F. Он самый мощный и был самым большим реактивный двигатель,[4] пока не появится его преемник с более широким вентилятором на 6 дюймов (15 см), 110 000 фунтов силы (490 кН) GE9X, питал Боинг 777X Первый полет в январе 2020 года.

Разработка

1998 г. CFD моделирование воздушного потока через двигатель

GE90 был разработан на основе НАСА 1970-е годы Энергоэффективный двигатель, прототипный вариант General Electric CF6. GE GE36 Не-канальный вентилятор (пропфан ) должен был заменить CFM International CFM56 ТРДД с большим байпасом, изначально неконкурентоспособный по сравнению с конкурентом IAE V2500. Однако когда V2500 столкнулся с техническими проблемами, продажи CFM56 резко возросли. GE не была заинтересована в том, чтобы GE36 уничтожил CFM56, и хотя «UDF можно было сделать надежным по более ранним стандартам, турбовентиляторные двигатели стали намного, намного лучше». Однако компания GE интегрировала технологию лезвий UDF непосредственно в GE90.[5]

Двигатель GE90 был выпущен в 1990 году.[6] GE Aviation объединилась с Snecma (Франция, 24%), IHI (Япония) и Avio (Италия) для программы.[7]Первоначально GE90 был только одним из трех вариантов 777 и GE Aviation тогдашний генеральный директор Брайан Х. Роу заплатил бы за разработку, поставив его на A330, но стратегией Airbus для дальних перевозок была четырехмоторная A340, упускают из виду рынок в пользу двойняшки.[8]

Версия -115B с большей и большей тягой, которая питает второе поколение 777 (-300ER, -200LR и -200F) были впервые запущены на заводе GE в Peebles, Огайо, ноябрь 2001 г.[9]

Дизайн

Диаметр GE90-115B составляет 128 дюймов (325 см), а у фюзеляжа 777 - 244 дюйма (620 см).

10-ступенчатый компрессор высокого давления GE90 развивал рекордное для отрасли соотношение давлений 23: 1 и приводится в движение двухступенчатой ​​турбиной высокого давления с воздушным охлаждением. 3-ступенчатый компрессор низкого давления, расположенный непосредственно за вентилятором, нагнетает сердечник. Вентилятор / ЦНД приводится в движение 6-ступенчатой ​​турбиной низкого давления.

Варианты с большей тягой, GE90-110B1 и -115B, имеют архитектуру, отличную от архитектуры более ранних версий GE90. General Electric включила усовершенствованный вентилятор большего диаметра из композитные материалы что увеличивало тягу на малых скоростях полета. Однако GE также потребовалось увеличить мощность сердечника, чтобы улучшить чистую тягу на высоких скоростях полета. Следовательно, GE решила увеличить производительность сердечника, чего они достигли, удалив одну ступень с задней стороны компрессора высокого давления и добавив дополнительную ступень к компрессору низкого давления, что более чем компенсировало снижение степени сжатия компрессора высокого давления, что привело к чистое увеличение массового расхода активной зоны.[10] Варианты GE90 с большей тягой - первые серийные двигатели со стреловидными лопастями ротора. В гондола имеет максимальный диаметр 166 дюймов (4200 мм).[11]

История эксплуатации

GE90, как один из трех доступных двигателей для нового Boeing 777, представлял собой совершенно новую конструкцию стоимостью 2 миллиарда долларов, предназначенную для обработки трансокеанских маршрутов, в отличие от предложений от Пратт и Уитни и Rolls-Royce которые были модификациями существующих двигателей.[3]

Первый Boeing 777 с двигателем General Electric был доставлен British Airways 12 ноября 1995 года.[12] Самолет с двумя GE90-77B был принят на вооружение пятью днями позже. Первоначальное обслуживание было затронуто коробка передач опасения по поводу износа подшипников, в результате чего авиакомпания временно отозвала свой парк самолетов 777 трансатлантический обслуживание в 1997 году. Самолеты British Airways вернулись к полному обслуживанию позже в том же году.[13]

Проблемы с разработкой и тестированием GE90 привели к задержкам Федеральная авиационная администрация сертификация. Вдобавок увеличенная мощность GE90 еще не использовалась авиакомпаниями, и это был также самый тяжелый двигатель из трех доступных вариантов, что делало его наименее популярным вариантом, в то время как Rolls-Royce занимал первое место. British Airways вскоре заменила GE90 двигателями Rolls-Royce на своих 777-х.[3][14]

Двигатель GE90-115B

Для дальнемагистральных версий Boeing 777 второго поколения (позже названных 777-200LR, 777-300ER и 777F) требовалась большая тяга, чтобы соответствовать спецификациям. General Electric и Pratt & Whitney настаивали на победитель получает все контракт в связи с инвестициями в размере 500 миллионов долларов США в модификации двигателя, необходимые для удовлетворения требований. GE получила статус единственного поставщика двигателей для вариантов двигателей с большей тягой для 777-200LR, -300ER и 777F.[3][14] Усовершенствованная версия поступила на вооружение Air France в мае 2004 года.[15]

Двигатели с более высокой мощностью GE90-110B1 и -115B в сочетании с вариантами 777 второго поколения -200LR и -300ER были основным драйвером продаж двухрежимных самолетов после конкурирующей серии A330 / 340.[16] Использование двух двигателей дает типичный эксплуатационные расходы Преимущество около 8–9% для -300ER над A340-600.[17] 777-300ER также рассматривался как замена 747-400 на фоне роста цен на топливо, учитывая его 20% -ное преимущество в сжигании топлива.[18]

Пока не пройдет его производная, GE9X, серия GE90 получила звание самых больших двигателей в истории авиации. Диаметр вентилятора оригинальной серии составлял 123 дюйма (310 см), а у самого большого варианта GE90-115B диаметр вентилятора составлял 128 дюймов (330 см). В результате, двигатели GE90 могут быть доставлены по воздуху в собранном виде только на негабаритных грузовых самолетах, таких как Антонов Ан-124, создавая уникальные проблемы, если из-за аварийного отклонения самолет 777 застрял в месте без необходимых запасных частей. Если вентилятор вынуть из активной зоны, двигатели могут быть отправлены на 747 Freighter.[19]

-94B для -200ER модернизируется некоторыми из первых одобренных FAA 3D-печать составные части.[20]

Частота отключения двигателя в полете (IFSD) составляет один на миллион летных часов двигателя.[4] До ноября 2015 года за 20 лет он накопил более 8 миллионов циклов и 50 миллионов летных часов.[21] В июле 2020 года парк из 2800 двигателей превысил 100 миллионов часов, на них установлено более 1200 самолетов для 70 эксплуатантов с уровнем надежности диспетчеризации 99,97%.[2]

Записи

GE90 без кожуха
GE90-115B повышенной тяги установлен на испытательном самолете Boeing 747 компании GE.

GE90-115B достаточно мощный, чтобы летать на GE. Боинг 747-100 испытательный стенд с другими двигателями на холостом ходу, что было продемонстрировано во время летных испытаний.[22][23]

Согласно Книга рекордов Гиннеса, при 127 900 фунтах-силах (569 кН) двигатель является рекордсменом по максимальной тяге (хотя и оценивается в 115 300 фунт-сила (513 кН)). Этот рекорд тяги был достигнут непреднамеренно в ходе одночасового стресс-теста двигателя с тройной красной линией. Чтобы приспособиться к увеличению крутящих напряжений, был создан новый стальной сплав GE1014, который затем подвергался механической обработке с соблюдением экстремальных допусков.[24] Новый рекорд был установлен во время испытаний двигателя разработки GE90-115B в испытательном центре Peebles Test Operation компании GE Aviation, который представляет собой открытый испытательный комплекс за пределами Пиблса, штат Огайо. Он превзошел предыдущий мировой рекорд Гиннеса для двигателя в 122965 фунтов силы (546,98 кН).[25]10 ноября 2017 года его преемник, GE9X, достигла рекордной испытательной тяги в 134300 фунтов силы (597 кН) в Пиблз, Огайо.[26]

В октябре 2003 г. Боинг 777-300ER сломал ETOPS рекорд, имея возможность летать пять с половиной часов (330 минут) с одним выключенным двигателем.[27] Самолет с двигателями GE90-115B совершил перелет из Сиэтла на Тайвань в рамках программы сертификации ETOPS.

10 ноября 2005 года GE90 во второй раз вошел в Книгу рекордов Гиннеса. GE90-110B1 приводил в движение самолет 777-200LR во время самого длинного в мире полета коммерческого авиалайнера, хотя на рейсе не было пассажиров, оплачивающих проезд, только журналистов и приглашенных гостей. Самолет 777-200LR пролетел 13 422 мили (21 601 км) за 22 часа 42 минуты, летя из Гонконг к Лондон «долгий путь»: через Тихий океан, над континентальной частью США, затем через Атлантику в Лондон.[28]

Инциденты

11 августа 2004 г. у GE90-85B, установленного на Boeing 777-200ER, выполнявшем рейс 2024 British Airways, отказал двигатель при взлете из межконтинентального аэропорта Джорджа Буша в Хьюстоне. Пилоты заметили шум и вибрацию при взлете, но продолжили вращение. На высоте 1500 футов над уровнем моря они заметили дым и дымку в кабине, и бортпроводники сообщили, что кабина наполняется дымом. Они вернулись в аэропорт для немедленной аварийной посадки. Было обнаружено, что лопатка турбины второй ступени отделилась на хвостовике, что привело к повреждению ведомых лопаток, вызвав вибрацию. Обломки находились в кожухе двигателя.[29]

28 мая 2012 г. самолет 777 компании Air Canada, вылетавший из Торонто по пути в Японию, потерпел неудачу с GE90-115B на высоте 1 500 футов (460 м) и благополучно вернулся. Обломки двигателя были обнаружены на земле.[30][31]

8 сентября 2015 г. самолет GE90-85B на борту самолета Boeing 777-236ER на Рейс 2276 British Airways произошел неконтролируемый отказ во время разбега на взлете, что привело к пожару. NTSB и FAA начали расследование, чтобы определить причину; первые результаты были представлены в сентябре 2015 года.[32][33]

27 июня 2016 г. самолет GE90-115B, установленный на самолете Boeing 777-300ER рейса 368 Singapore Airlines, получил предупреждение о масле двигателя во время полета и вернулся в Сингапурский аэропорт Чанги. При приземлении загорелся неисправный правый двигатель, что привело к повреждению двигателя и крыла.[34]

Неисправности раздаточной коробки

FAA выпустило Директиву о летной годности (AD) 16 мая 2013 г. и разослало ее владельцам и операторам турбовентиляторных двигателей General Electric GE90-110B1 и GE90-115B. Это аварийное AD было вызвано сообщениями о двух отказах раздаточных коробок передач (TGB), которые привели к отключениям в полете (IFSD). Расследование показало, что отказы были вызваны растрескиванием и отслоением радиальной шестерни ТГБ. Дальнейшие проверки обнаружили две дополнительные радиальные шестерни с трещинами. Это условие, если его не исправить, может привести к дополнительным IFSD одного или нескольких двигателей, потере управления тягой и повреждению самолета. Директива о летной годности требует соблюдения путем принятия корректирующих мер в течение пяти дней с момента получения AD.[35]

Характеристики

А GE90-94B (B777-200ER ), прямые лопасти вентилятора
А GE90-110B1 (B777-200LR ), изогнутые лопасти вентилятора
Лист данных сертификата типа GE90[36]
Вариант-76B / -77B / -85B / -90B / -94B-110B1 / -113B / -115B
ТипДвойной ротор, осевой поток, ТРДД с большим байпасом
Компрессор1 вентилятор, 3-ступенчатый LP, 10-ступенчатый HP1 вентилятор, 4-ступенчатый LP, 9-ступенчатый HP[37]
Турбина2-ступенчатый HP, 6-ступенчатый LP
Длина[а]286.9 в (729 см )286,67 дюйма (728,1 см)
Максимум. ширина152,4 дюйма (387 см)148,38 дюйма (376,9 см)
Максимум. высота155,6 дюймов (395 см)154,56 дюйма (392,6 см)
Диаметр вентилятора[38]123 дюйма (310 см)128 дюймов (330 см)
Масса[b]17,400 фунт (7,893 кг )19,316 фунтов (8,762 кг)
Взлететь толкать81,070–97,300 фунт-сила (360.6–432.8 кН )110 760–115 540 фунтов (492,7–513,9 кН)[c]
Скорость ротора НД2261,5 об / мин2355 об / мин
Скорость ротора ВД9,332 об / мин
Коэффициент байпаса[7]8.4 - 99
Степень давления[37]40:142:1
Отношение тяги к массе5.595.98
Взлететь TSFC0,278 фунта / фунт-сила / ч (28,3 кг / кН / ч)[39]
Круиз TSFC0,545 фунта / фунт-сила / ч (55,6 кг / кН / ч)[40]

Производные

GEnx

Основная статья: General Electric GEnx

В GEnx двигатель, который был разработан для Boeing 787 Dreamliner и 747-8, является производным от меньшего варианта сердечника GE90, также оснащенного вентилятором со стреловидными лопастями ротора.

GP7000

Основная статья: Двигатель Alliance GP7000

GE Aviation создала совместное предприятие с Pratt & Whitney под названием Engine Alliance, в рамках которого компании разработали движок для Airbus A380, названный GP7000, на основе шкалы расхода 0,72 ядра GE90-110B / 115B.

GE9X

Основная статья: General Electric GE9X

В феврале 2012 года GE объявила об исследованиях более эффективного на 10% производного, получившего название GE9X, для питания нового Боинг 777-8X / 9X самолет.

LM9000

Основная статья: General Electric LM9000

LM9000 - это авиационная газовая турбина доступен в двух вариантах; LM9000 без добавления воды мощностью 66 МВт (89000 л.с.) при КПД 42,4% раньше когенерация, а также LM9000 с гидроагрегатом мощностью 75 МВт (101 000 л.с.) при КПД 42,7% до когенерации.[41] Соотношение давлений в двигателе 33: 1 обеспечивается 4-ступенчатым компрессором низкого давления, за которым следует 9-ступенчатый компрессор высокого давления, приводимый в действие 2-ступенчатой ​​турбиной высокого давления и 1-ступенчатой ​​турбиной низкого давления, приводя в действие 4-ступенчатую свободную турбину.[42]

Смотрите также

Связанная разработка

Сопоставимые двигатели

Связанные списки

Рекомендации

  1. ^ Вентиляторный вращатель к центру сопла
  2. ^ Сухой, включает базовый двигатель, основные аксессуары для двигателя и дополнительное оборудование
  3. ^ мировой рекорд установлен в 127 900 фунтов силы (569 кН) в испытаниях на высоте 827 футов над уровнем моря[25]

Примечания

  1. ^ Брайан Дж. Кэнтуэлл (2 февраля 2010 г.). «GE90 - Введение» (PDF). Стэндфордский Университет. Архивировано из оригинал (PDF) 30 сентября 2017 г.. Получено 2 февраля, 2016.
  2. ^ а б «Двигатель GE90 наработан более 100 миллионов часов» (Пресс-релиз). GE Aviation. 24 июля 2020 г.
  3. ^ а б c d «GE90 занимает исключительную позицию на 777X». Flight Global. 14 июля 1999 г.
  4. ^ а б c «Рекордный год для самого большого и мощного реактивного двигателя в мире» (Пресс-релиз). GE Aviation. 19 января 2012 г.
  5. ^ Короткая, счастливая жизнь опора-фаната | История | Журнал Air & Space
  6. ^ «Первый год эксплуатации GE90 - огромный успех» (Пресс-релиз). GE Aviation. 18 ноября 1996 г.
  7. ^ а б "Двигатели для коммерческих самолетов -GE90" (PDF). Snecma. Safran.
  8. ^ Скотт Гамильтон (14 декабря 2017 г.). «Высшие должностные лица Airbus высмеивали цель Лихи по доле рынка в 50%». Leeham. Архивировано из оригинал 29 ноября 2018 г.. Получено 14 декабря, 2017.
  9. ^ «Начинаются полные испытания GE90». Flight Global. Получено 26 мая, 2020.
  10. ^ "GE90: величайшая история возвращения авиации ge". GE Aviation. Получено 12 февраля, 2020.
  11. ^ Доминик Гейтс (4 января 2019 г.). «Самые большие реактивные двигатели, которые когда-либо видели, будут работать на Boeing 777X». Сиэтл Таймс.
  12. ^ Иден, Пол, изд. (2008). Гражданские самолеты сегодня: самый успешный коммерческий самолет в мире. Лондон: Amber Books Ltd., стр. 115. ISBN  1-84509-324-0.
  13. ^ Норрис, Гай; Марк Вагнер (1999). Современные лайнеры Boeing. Миннеаполис, Миннесота: Zenith Imprint. С. 143–144. ISBN  0-7603-0717-2.
  14. ^ а б "Как Ге заблокировал этот заказ на Boeing". Блумберг. 9 августа 1999 г.
  15. ^ «GE90-115B: лучший новый реактивный двигатель GE, предназначенный для обслуживания авиакомпаний» (Пресс-релиз). GE Aviation. 17 июля 2006 г.
  16. ^ «Airbus A350 XWB оказывает давление на Boeing 777». Flightglobal. 26 ноября 2007 г.
  17. ^ Бен Кингсли-Джонс; Гай Норрис (29 ноября 2005 г.). "Усовершенствованный А340, чтобы взять на себя 777". Международный рейс.
  18. ^ Йенс Флоттау (14 ноября 2011 г.). "Airbus продвигает предложение о покупке A340 и откладывает доставку A350". Авиационная неделя и космические технологии.
  19. ^ «GE стремится выявить неисправность двигателя Air France». Международный рейс. 3 января 2006 г.
  20. ^ «Федеральное управление гражданской авиации одобрило от GE первую распечатанную на 3D-принтере деталь для полета в коммерческом реактивном двигателе». Отчеты GE. GE Aviation. 14 апреля 2015 года.
  21. ^ «Etihad Airways подписывает соглашение о двигателях с GE для Boeing 777 Freighter» (Пресс-релиз). GE Aviation. 10 ноября 2015 года.
  22. ^ Самый большой реактивный двигатель General Electric для B-777. Исторический канал. 2008. Событие происходит в 3: 00–3: 10 мин.. Получено 11 июля, 2013.
  23. ^ «Сертификация GE90-115B: взгляд на летные испытания». Le Webmag. Safran. 8 августа 2003 г. Архивировано с оригинал 1 ноября 2006 г.
  24. ^ «Впечатляющий прогресс двигателя GE90-115B продолжается» (Пресс-релиз). GE Aviation. 24 июля 2000 г.
  25. ^ а б «GE90 устанавливает новый мировой рекорд тяги; двигатель прошел сертификационные испытания FAR 33» (Пресс-релиз). GE Aviation. 5 февраля 2003 г.
  26. ^ «GE9X побил титул GUINNESS WORLD RECORDS ™ в рейтинге Thrust» (Пресс-релиз). GE Aviation. 12 июля 2019.
  27. ^ "Boeing 777-300ER выполняет 330-минутный полет ETOPS" (Пресс-релиз). Боинг. 15 октября 2003 г.
  28. ^ "Рекорд дальности полета ждет, когда большой 777 летит в Лондон". Сиэтл Пост-Интеллидженсер. 8 ноября 2005 г.
  29. ^ url = https://www.ntsb.gov/_layouts/ntsb.aviation/brief2.aspx?ev_id=20041015X01640&ntsbno=DCA04IA066&akey=1
  30. ^ «Технический осмотр стал фактором отказа двигателя Air Canada в 2012 году при взлете из международного аэропорта Лестера Б. Пирсона». Совет по безопасности на транспорте Канады. 13 декабря 2013 г.. Получено 11 сентября, 2015.
  31. ^ Эдмистон, Джейк (29 мая 2012 г.). "Обломки самолета Air Canada врезались в автомобили после отказа двигателя, - подтверждает совет безопасности". Национальная почта.
  32. ^ Чарльз Олкок (8 сентября 2015 г.). «Из-за отказа двигателя произошел пожар на Боинг-777 компании British Airways». Авиационные международные новости.
  33. ^ «NTSB публикует обновленную информацию о пожаре в двигателе British Airways в Лас-Вегасе». NTSB. 8 сентября 2015 г.. Получено 8 августа, 2015.
  34. ^ «Очевидно повреждение от огня на крыле SIA 777». Flight Global. 27 июня 2016 г.
  35. ^ «Директива по чрезвычайной летной годности (AD) 2013-10-52» (PDF). FAA. 16 мая 2013г. Отправлен владельцам и операторам General Electric Company (GE) ТРДД GE90-110B1 и GE90-115B. Архивировано из оригинал (PDF) 7 ноября 2016 г.. Получено 7 ноября, 2016.
  36. ^ "Типовой паспорт сертификата E00049EN" (PDF). FAA. 23 июня 2016 г.
  37. ^ а б "Двигатель для коммерческих самолетов GE90". GE Aviation.
  38. ^ «Вентилятор GE90-115B завершает испытание лопастей; по графику для первого тестируемого двигателя» (Пресс-релиз). GE Aviation. 17 июня 2001 г.
  39. ^ "Каталог двигателей, часть 1 - Турбореактивные двухконтурные двигатели". Международный рейс. 14 ноября 2000 г.
  40. ^ Ллойд Р. Дженкинсон и др. (30 июля 1999 г.). "Проект гражданского реактивного самолета: файл данных двигателя". Эльзевир / Баттерворт-Хайнеманн.
  41. ^ «LM9000». General Electric. Получено 2 июля, 2018.
  42. ^ «LM9000 - новый тягач для нефти и газа» (PDF). General Electric. 2017 г.

внешняя ссылка