General Electric GE9X - General Electric GE9X

О одноименном двигателе, установленном на Boeing 787, см. General Electric GEnx.

GE9X
777X Roll-Out (46649681164) (размытый) .jpg
GE9X под крылом 777X во время развертывания в марте 2019 г.
ТипТурбовентиляторный
национальное происхождениеСоединенные Штаты
ПроизводительGE Aviation
Первый забегАпрель 2016 г.
Основные приложенияБоинг 777X
Стоимость программыБолее 2 миллиардов долларов[1]
Себестоимость единицы продукцииАМЕРИКАНСКИЙ ДОЛЛАР$ Прейскурантная цена 41,4 млн (2016 г.)[2]
Разработано изGeneral Electric GE90

В General Electric GE9X это двухконтурный ТРДД разработан GE Aviation исключительно для Боинг 777X. Первый полет на суше состоялся в апреле 2016 года, а первый полет - 13 марта 2018 года. он питал 777-9 первый полет в начале 2020 года. FAA Сертификат типа от 25 сентября. Получено из General Electric GE90 с большим вентилятором, современные материалы, такие как ОМЦ, и более высокие степени перепуска и сжатия, он должен улучшить топливную экономичность на 10% по сравнению с его предшественником. Он рассчитан на тягу 110 000 фунтов-силы (490 кН).

Разработка

В феврале 2012 года GE объявила об исследованиях более эффективной производной модели, получившей название GE9X, для работы обоих вариантов -8/9 нового Боинг 777X. Он должен был иметь такой же диаметр вентилятора 128 дюймов (325 см), что и GE90-115B, с уменьшением тяги на 15 800 фунтов-силы (70 кН) до нового значения 99 500 фунтов-силы (443 кН) на двигатель.[3] Мощность двигателя -8X должна была быть снижена до 88000 фунтов-силы (390 кН).[4]

В 2013 году диаметр вентилятора был увеличен на 3,5 дюйма (9 см) до 132 дюймов (335 см).[5] В 2014 году тяга была незначительно увеличена с 102 000 до 105 000 фунтов силы (с 450 до 470 кН), а диаметр вентилятора - до 133,5 дюймов (339 см).[6] Ожидается, что первый двигатель будет испытан на земле в 2016 году, летные испытания начнутся в 2017 году, а сертификация состоится в 2018 году.[7] Из-за задержек первые летные испытания прошли в марте 2018 г.[8] сертификация ожидается в конце 2019 года.[9]

Наземные испытания

Первый испытанный двигатель (FETT) завершил свой первый тестовый запуск в апреле 2016 года.[10] Проведя 375 циклов и 335 часов испытаний, была подтверждена его архитектура (как система, а не как набор модулей) для аэродинамический спектакль, механическая система проверка и аэротермальное отопление Проверка.[11]

GE9X прошел испытания на обледенение зимой 2017 года.[12] Наконец, FETT использовался на 50 холодных Погода контрольные точки, такие как наземный туман или натуральный условия обледенения, незначительные изменения включали настройку деталей с использованием производство добавок для нескольких опор, использованных в течение месяца; Сертификация и оценка обледенения будут завершены зимой 2017-2018 гг. Виннипег, Манитоба.[11]

После завершения испытаний для моделирования условий большой высоты в GE9X не должно быть ледяной кристалл обледенение (обледенение ядра), которое было проблемой для GEnx. Теперь это понятнее, чем традиционные изморозь. Улучшения, разработанные для GEnx, были переменными перепускной клапан дверцы: поток воздуха улучшается за счет того, что они открываются внутрь на пути потока между бустером и компрессором высокого давления, естественным образом выталкивая лед и песок чтобы они не попали в ядро.[11]

Незначительные настройки между FETT и вторым двигателем для тестирования (SETT) имеют решающее значение для достижения его целей по эффективности: в горловине между выходом турбины высокого давления и входом турбины низкого давления точка защемления турбины изменяется, чтобы установить рабочую линию компрессора, турбины и вентилятор 134,5 дюйма (342 см). Лопатки в задней части 11-ступенчатого компрессора высокого давления имеют высоту чуть более 1 дюйма (25 мм). Зазор перед концом переднего конца компрессора высокого давления был изменен, поскольку компрессор был настроен после первоначальных испытаний в начале 2013 года. Кажется, что SETT соответствует расчетным параметрам функции потока и работоспособности. Его тестирование стартовало 16 мая 2017 г. в г. Пиблз, Огайо, 13 месяцев после FETT; он первый, который будет построен в соответствии с окончательным производственным стандартом для сертификации.[11] Во время экстремальных условий испытаний FAA 150 часов в блоке рычаги привода с регулируемой лопаткой статора (VSV) вышли из строя, и их модификация привела к 3-месячной задержке.[13] К маю 2018 года к нему присоединились еще четыре тестовых двигателя.[14]

Программа сертификации началась в мае 2017 года.[12] Восемь других тестовых двигателей будут задействованы в сертификационной кампании, плюс один для ETOPS сертификация настроена с гондолой Boeing. Ядро, которое будет работать в Эвендейл, Огайо, высотная испытательная ячейка для аэромеханический и вибрационные испытания и испытательные двигатели 003, 004 и 007 собираются, чтобы завершить в 2017 году, при этом четвертый двигатель будет испытан на земле в третьем квартале перед полетом на испытательном стенде в конце года с Викторвилл, Калифорния. С начала 2018 года для четырех летно-испытательных самолетов 777-9 будут поставлены восемь двигателей, соответствующих требованиям, плюс пара запасных частей.[11] Его сертификация типа планируется на четвертый квартал 2018 года.[15]

10 ноября 2017 года он достиг рекордной тяги в 134300 фунтов силы (597 кН) в Peebles, новом Мировой рекорд Гиннеса побив рекорд GE90-115B в 127 900 фунтов силы (569 кН), установленный в 2002 году.[16] К тому времени пять двигателей прошли тестовый пуск.[17] Второй двигатель пройдет 150-часовой блок-тест FAA в своих эксплуатационных пределах, работая в условиях тройной красной черты: максимальная скорость вентилятора, максимальная скорость ядра и максимальная скорость. температура выхлопных газов. Третий двигатель находится в Пиблсе, а пятый отправится в Виннипег для испытаний на обледенение, которые начнутся к концу 2017 года, а три других двигателя в настоящее время находятся на стадии сборки. Первые двигатели для летных испытаний 777X будут отправлены в 2018 году, а начальный полет 777-9 - в начале 2019 года.[18] К маю 2018 года проведена четверть сертификационных испытаний: обледенение, боковой ветер, вход, вентилятор и усилитель аэромеханика, HP турбина аэромеханика и тепловое обследование.[14]

Летные испытания

Испытательная платформа GE 747-400

Поскольку он больше, чем GE90, для тестирования подходит только 747-400 с большими стойками главной передачи и большими шинами, а не предыдущими -100 Испытательный стенд GE, и тестируемый двигатель наклонен на 5 ° больше, чем оригинал. CF6.[15] Boeing построил большой пилон специальной конструкции для испытательного стенда.[11] Подвешенный на стойке 19 футов (580 см), четвертый двигатель программы был установлен в ноябре, чтобы начать летные испытания в конце 2017 года. Вентилятор 134 дюйма (340 см) заключен в 174-дюймовый (440 см) вентилятор. гондола с дорожным просветом 1,5 фута (0,46 м).[18] Он весит 40 000 фунтов (18 т) с нестандартным пилоном и усилением крыла, по сравнению с 17 000 фунтов (7,7 т) у модели. CF6 -80C2s и его пилон.[19]

В феврале 2018 года первый полет GE9X был задержан из-за проблем, обнаруженных в переменной HPC. статор лопатки (VSV) рычаги. Они должны быть изменены для серийного двигателя, но не повлияют на его поток. Также рутина Проверка обнаружил коррозию корпуса вентилятора и пределы аэродинамического профиля турбины высокого давления на стенде 747 CF6 двигатели.[20] Он впервые полетел 13 марта с предыдущей конструкцией внешнего рычага VSV.[8] В начале мая первый этап летных испытаний из двух был завершен после 18 полетов и 110 часов: после проверки самолета и систем был исследован высотный диапазон GE9X и оценены его крейсерские характеристики, второй этап планируется начать в третий квартал.[14]

К октябрю 2018 года была завершена половина сертификации, и используются восемь прототипов, в основном в Пиблз, Огайо: # 1 будет сохранено; то лезвие наружу будет намеренно отделен от ступицы №2 на взлетной мощности; после боковой ветер наземные испытания, №3 будет использоваться для циклических и нагрузочное тестирование из реверсор тяги каскадная сборка; В воздухе №4 исследует больше краев конверт для полета вроде малых высот для сертификационных летных испытаний с ноября по март; # 5 будет тестировать несбалансированный выносливость для проверки уровня вибрации перед сертификацией ETOPS; # 6 пройдет проглатывание позже в 2018 г .; после испытаний турбины НД на перегрев, №7 выдержит вторую кампанию обледенения в Виннипег, Манитоба; №8 будет подготовлен к середине октября для испытаний на выносливость с тройной красной линией FAA 150 часов. Восемь механизмов соответствия, плюс два запасных, ожидаются с ноября в Эверетт, Вашингтон, для установки на первом 777-9, чтобы завершить большинство своих летных испытаний в 2019 году и ввести в эксплуатацию в 2020 году.[13]

Второй этап из 18 полетов начался 10 декабря для оценки программного обеспечения и горячий и высокий производительность до первого квартала 2019 года до его FAA сертификация в том же году. К тому времени тесты на попадание воды, перегрев и боковой ветер были завершены, прежде чем лопасть вылетела. град, проглатывание птиц и блочные или долговечные испытания. Летные испытания проводятся в Викторвилл, Калифорния, и растянуть до Сиэтл, Колорадо-Спрингс, Колорадо, Фэрбенкс, Аляска, и Юма, Аризона.[21]

К 4 января 2019 года выполнено восемь испытательных полетов и 55 часов автономной работы.[22] В конце января картер и задняя стойка рамы турбины были повреждены во время тест лезвия и затронутые компоненты пересмотрены. В начале мая летные испытания кампания завершилась через 320 часов, ориентирована на высотный круиз сжигание топлива. Неисправность компрессора была обнаружена во время предпродажных испытаний двигателя, когда первые двигатели были установлены на прототипе 777X. Двигатели должны быть модифицированы до окончательного сертифицируемого стандарта конфигурации перед первым полетом, отложенным после ранее ожидаемого 26 июня. Проблема является механической, а не аэродинамической, не влияет на характеристики или конфигурацию двигателя, и находится в передней части 11-ступенчатого максимума. -давление компрессор. Перед сертификацией заключительные испытания включают в себя испытание на полную долговечность, заменяющее обычное испытание «тройной красной чертой» при максимальных температурах, давлении и скорости, поскольку современные двигатели с высокой степенью двухконтурности не могут достичь всех максимальных условий вблизи уровня моря.[23] Модернизация статора компрессора высокого давления, вероятно, перенесет сертификацию двигателя на осень, в результате чего первый полет 777X будет отложен до 2020 года.[9]

25 января 2020 года GE9X совершил свой первый полет на 777X, пролетев 3 часа 52 минуты, прежде чем приземлиться в Boeing Field. 28 сентября GE объявила о своем FAA сертификат типа, так как восемь испытательных двигателей отработали 8000 циклов и 5000 часов работы.ETOPS Для утверждения потребуется 3000 циклов наземных испытаний, которые необходимо завершить для внедрения услуги.[24]

Дизайн

GE9X должен повысить эффективность использования топлива на 10% по сравнению с GE90.[3] Его 61: 1 общий коэффициент давления должно помочь обеспечить снижение на 5% удельный расход топлива тяги (TSFC), чем XWB-97, с затратами на обслуживание, сопоставимыми с GE90-115B.[7] За начальной тягой в 105 000 фунтов-силы (470 кН) последуют варианты с пониженным номиналом на 102 000 и 93 000 фунтов-силы (450 и 410 кН).[14] GE инвестировала в его развитие более 2 миллиардов долларов. Его гондола имеет ширину 184 дюйма (4700 мм).[1]

Наибольший прирост эффективности достигается за счет повышения эффективности тяги вентилятора с более высокой степенью байпаса.[13] В коэффициент байпаса планируется 10: 1.[4] Диаметр вентилятора 134 дюйма (340 см).[25] В нем всего 16 лезвия, тогда как у GE90 их 22, а у GEnx 18. Это делает двигатель легче и позволяет вентилятору низкого давления (НД) и бустеру вращаться быстрее, чтобы лучше соответствовать его скорости с турбиной НД. Особенности лопастей вентилятора стали передние кромки и стекловолокно задние кромки лучше поглощают удары птиц и обладают большей гибкостью, чем углеродное волокно.[2] Четвертое поколение композит из углеродного волокна материалы, из которых состоит основная часть лопастей вентилятора, делают их легче, тоньше, прочнее и эффективнее.[26] Использование композитного корпуса вентилятора также снизит вес.[27]

Компрессор высокого давления (HP) эффективнее до 2%.[13] Поскольку вентилятор GE90 129,5 дюйма (329 см) оставлял мало места для улучшения коэффициента байпаса, GE стремилась повысить эффективность за счет увеличения общего коэффициента давления с 40 до 60, сосредоточив внимание на повышении коэффициента сжатия сердечника высокого давления с 19: 1 до 27. : 1 за счет использования 11 ступеней компрессора вместо 9 или 10 и камеры сгорания с двойным кольцом с предварительным завихрением (TAPS) третьего поколения вместо предыдущей камеры сгорания с двойным кольцом. Способен переносить более высокие температуры, композиты с керамической матрицей (CMC) используются в двух вкладышах камеры сгорания, двух соплах и кожухе вверх от CFM International LEAP турбина 2 ступени саван. КМЦ не используются для лопаток первой ступени турбины, которые должны выдерживать экстремальные тепловые и центробежные силы. Эти улучшения запланированы на следующую итерацию технологии двигателей.[28]

Турбина высокого давления первой ступени саван, турбина ВД первой и второй ступеней насадки и внутреннее и внешнее камера сгорания накладки сделаны из ОМЦ, только статические компоненты, работающие на 500 ° F (260 ° C) выше, чем никель сплавы с некоторым охлаждением.[13] КМЦ в два раза прочнее и на одну треть легче металла. Компрессор разработан с 3D аэродинамика и его первые пять этапов блиски, дисковый комбинированный. Камера сгорания тощее горение для большей эффективности и 30% NOx маржа к CAEP / 8. Компрессор и турбина высокого давления изготовлены из порошковый металл. Профили турбины низкого давления из алюминид титана (TiAl) прочнее, легче и долговечнее, чем никель -основные детали.[25] 3D печать используется для изготовления деталей, которые иначе было бы невозможно изготовить с использованием традиционных производственных процессов.[26] Для CMC требуется на 20% меньше охлаждения.[7]

Характеристики

GE Aviation GE9X[29]
Вариант105B1A
ТипДвойной ротор, осевой поток, ТРДД с большим байпасом
Камера сгоранияОднокольцевой завихритель с предварительным смешиванием с двойным кольцевым пространством
Контрольдвойной канал FADEC
Компрессор1 вентилятор, 3-ступенчатый LP, 11-ступенчатый HP
Турбина2-ступенчатый HP, 6-ступенчатый LP
Поклонник134 дюйма (340 см) в диаметре,[25] 16 широких композитных лопастей
Длина224,0 дюйма (5689,6 мм) [от вращателя вентилятора до заднего фланца TRF]
Ширина × Высота161,3 × 163,7 дюйма (4097,0 × 4158,0 мм)
Коэффициент байпаса9.9:1
Общий коэффициент давления60: 1, степень сжатия HPC: 27: 1
Масса21,230 фунтов (9630 кг)
Взлететь толкать110000 фунтов-силы (490 кН)
Тяга / вес5.2
Обороты, 100%LP 2355, HP 9561

Смотрите также

Связанная разработка

Сопоставимые двигатели

Связанные списки

Рекомендации

  1. ^ а б Доминик Гейтс (4 января 2019 г.). «Самые большие реактивные двигатели, которые когда-либо видели, будут работать на Boeing 777X». Сиэтл Таймс.
  2. ^ а б «Искусство инженерии: самый большой в мире реактивный двигатель демонстрирует сложные кривые». Отчеты GE. Компания Дженерал Электрик. 28 апреля 2016 г.
  3. ^ а б Джон Островер (14 сентября 2011 г.). «Новое поколение 777 - в центре внимания». Flight Global. Деловая информация компании Reed.
  4. ^ а б «GE планирует на 10% снизить расход топлива для двигателя GE9X». Flightglobal. 7 марта 2012 г.
  5. ^ Олкок, Чарльз (16 июня 2013 г.). "GE продвигает конверт с GE9X для нового Boeing 777". Авиационные международные новости. Получено 24 ноября, 2018.
  6. ^ «Обнаружены изменения конфигурации 777X». Авиационная неделя. 9 июня 2014 г.
  7. ^ а б c Скотт Фэнчер, Рэнди Тинсет, Билл Фицджеральд (18 ноября 2013 г.). "Обзор 777X" (PDF). Коммерческие самолеты Boeing, GE Aviation.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  8. ^ а б Стивен Тримбл (15 марта 2018 г.). «GE9X вступает в фазу летных испытаний». Flightglobal.
  9. ^ а б Хеммердингер, Джон (24 июля 2019 г.). «Проблема с двигателем GE9X приближает первый полет 777X к 2020 году». Flightglobal.
  10. ^ «Запускайте двигатели… Начинаются испытания первого полноценного двигателя GE9X» (Пресс-релиз). GE Aviation. 11 апреля 2016 г.
  11. ^ а б c d е ж Норрис, Гай (18 мая 2017 г.). «GE Testing для двигателя Boeing 777X переходит на высокую передачу». Авиационная неделя и космические технологии.
  12. ^ а б GE9X: самый большой любитель льда в мире. YouTube. GE Aviation. 15 мая 2017 года.
  13. ^ а б c d е Норрис, Гай (9 октября 2018 г.). «GE9X для Boeing 777X доставлен для окончательной сертификации на испытательном стенде». Авиационная неделя и космические технологии.
  14. ^ а б c d Стивен Тримбл (29 мая 2018 г.). «GE9X завершает первый этап летных испытаний». Flightglobal.
  15. ^ а б Норрис, Гай (20 мая 2016 г.). «Подготовка к тестированию самого большого двигателя в мире». Авиационная неделя и космические технологии.
  16. ^ «GE9X побил титул GUINNESS WORLD RECORDS ™ в категории Thrust» (Пресс-релиз). GE Aviation. 12 июля 2019.
  17. ^ Стивен Тримбл (12 ноября 2017 г.). «Боинг достиг 90% чертежей на 777-9». Flightglobal.
  18. ^ а б Норрис, Гай (27 ноября 2017 г.). «Самый большой в мире двигатель, готовый к полету». Сеть Aviation Week.
  19. ^ "GE готовится к полетным сертификационным испытаниям GE9X". Авиационная неделя и космические технологии. 9 октября 2018 г.
  20. ^ Норрис, Гай (2 февраля 2018 г.). «Задержка летных испытаний двигателя Boeing 777X». Авиационная неделя и космические технологии.
  21. ^ Джон Хеммердингер (11 декабря 2018 г.). «GE начинает второй раунд летных испытаний GE9X». Flightglobal.
  22. ^ Джон Хеммердингер (7 января 2019 г.). «Boeing устанавливает двигатели GE9X на испытательный самолет 777X». Flightglobal.
  23. ^ Гай Норрис (6 июня 2019 г.). «Аномалия двигателя GE9X может задержать первый полет Boeing 777X». Сеть Aviation Week.
  24. ^ Джон Хеммердингер (28 сентября 2020 г.). «Сертификаты FAA на силовые установки GE9X 777X». Flightglobal.
  25. ^ а б c "Двигатель для коммерческих самолетов GE9X". GE Aviation.
  26. ^ а б GE Aviation (13 июля 2014 г.). Загляните внутрь GE9X, новейшего устройства, изменившего правила игры GE. YouTube.
  27. ^ «Поклонники GE проводят испытания новых лопастей вентилятора GE9X» (Пресс-релиз). GE Aviation. 21 августа 2013 года.
  28. ^ Стивен Тримбл (30 мая 2017 г.). «Спустя шесть лет двигатель 777X начинает сертификационные испытания». Flightglobal.
  29. ^ "Типовой паспорт сертификата E00095EN" (PDF). FAA. 25 сентября 2020.

Примечания

внешняя ссылка