General Electric GE9X - General Electric GE9X
| GE9X | |
|---|---|
_(blurred).jpg)
|
|
| GE9X a 777X szárnya alatt, 2019 márciusában történő bevezetéskor | |
| típus | Turbofan |
| Nemzeti eredetű | Egyesült Államok |
| Gyártó | GE Aviation |
| Első futás | 2016. április |
| Főbb alkalmazások | Boeing 777X |
| -Ból fejlesztették ki | General Electric GE90 |
A General Electric GE9X egy nagy megkerülésű turbóventilátor, amelyet a GE Aviation fejlesztett ki kizárólag a Boeing 777X számára . Először 2016 áprilisában futott a földön, és először 2018. március 13 -án repült; Bekapcsolt a 777-9 azon első repülést a korai 2020 kapta Federal Aviation Administration (FAA) típusú bizonyítvány szeptember 25-én, 2020. származtatva General Electric GE90 egy nagyobb fan, korszerű anyagok, mint a kerámia mátrix (CMC), és magasabb bypass és tömörítési arányok mellett 10% -kal kell javítania az üzemanyag -hatékonyságot elődjénél. 490 kN (110 000 lbf) tolóerőre van méretezve, ami 5000 lbf (20 kN) értékkel kevesebb, mint elődje, a GE90-115 510 kN (115 000 lbf).
Fejlődés
2012 februárjában a GE bejelentette a GE9X névre keresztelt, hatékonyabb származék tanulmányait, amelyek az új Boeing 777X mindkét -8/9 változatát hajtják végre . Ugyanazt a 128 hüvelykes (325 cm) ventilátor átmérőt kellett tartalmaznia, mint a GE90-115B-nek, a tolóerő 70 kN-rel csökkent, és új, motoronként 445 kN (99 500 lbf) értékre csökkent. A -8X motorját 390 kN -ra csökkentették.
2013 -ban a ventilátor átmérőjét 9 cm -rel 3,5 hüvelykkel 332 cm -re növelték. 2014 -ben a tolóerőt kissé 102 000 -ről 105 000 lbf -re (450 -ről 470 kN -ra), a ventilátor átmérőjét pedig 339 cm -re 133,5 hüvelykre növelték. 2016 -ban a listaára 41,4 millió USD volt.
Az első motort 2016-ban földi tesztelésre várták, a repülési tesztek 2017-ben kezdődnek, a tanúsítás pedig 2018-ban. A késések miatt az első repülési teszt 2018 márciusában történt, a tanúsítás pedig 2019 végén várható.
Földi tesztelés
Az első tesztelt motor (FETT) 2016 áprilisában fejezte be első próbaüzemét. A 375 ciklus és 335 tesztóra révén ez érvényesítette az architektúráját (mint rendszer, szemben a modulok gyűjteményével) az aerodinamikai teljesítmény, a mechanikus rendszer -ellenőrzés és aerotermikus fűtés validálása.
A GE9X jegesedési teszteken esett át 2017 télen. A FETT -t végül 50 hideg időjárási tesztpontra használták, mint például köd vagy természetes jegesedés ; kisebb módosítások közé tartozott az alkatrészek csípése adalékanyag -gyártással több forgócsavarhoz, egy hónapon belül. A jegesedés és az értékelés befejeződött a 2017–2018-as téli időszakban Winnipegben, Manitobában .
Miután a tesztelés befejeződött a magaslati körülmények szimulálására, a GE9X-nek mentesnek kell lennie a jégkristályos jegesedéstől ( magjegesedés ), ami problémát jelentett a GEnx számára . Ezt most jobban megértik, mint a hagyományos rime jeget . A GEnx fejlesztései a változtatható bypass szelep ajtók voltak: a légáramlás javul azáltal, hogy befelé nyílnak a nyomásfokozó és a nagynyomású kompresszor közötti áramlási útvonalba, természetesen kilökve a jeget és a homokot, hogy megakadályozzák azok belépését a magba.
A FETT és a második tesztelni kívánt motor (SETT) közötti apró változtatások kulcsfontosságúak a hatékonysági célok elérésében: a torokban, a HP turbina kimenete és az LP turbina bemenete között, a turbina csípési pontja megváltozik, hogy beállítsa a kompresszor, a turbina működési vonalát és 342 cm -es ventilátor. A 11 fokozatú HP kompresszor hátsó végén lévő pengék valamivel több mint 25 mm magasak. A HP kompresszor elülső végének hézagát módosították, mivel a kompresszort finomhangolták a 2013 eleji első vizsgálatok óta. Úgy tűnik, hogy a SETT megfelel az áramlási funkció és működőképesség tervezési pontjainak. Tesztelése 2017. május 16 -án kezdődött az ohiói Peebles -ben , 13 hónappal a FETT után; ez az első, amely a véglegesített gyártási szabvány szerint épül fel a tanúsításhoz. Az FAA 150 órás blokkteszt szélsőséges vizsgálati körülményei között a változó állórészlapát (VSV) működtető kar karjai meghibásodtak, és az áttervezésük 3 hónapos késleltetéshez vezetett. 2018 májusáig további négy tesztmotor csatlakozott hozzá.
A tanúsítási program 2017 májusában kezdődött. Nyolc további tesztmotor vesz részt a tanúsítási kampányban, plusz egy az ETOPS minősítéshez, amelyet Boeing -géppel konfiguráltak. Az Evendale-ben, Ohio államban működő magot aeromechanikai és vibrációs tesztelésre, valamint a 003, 004 és 007 tesztmotorok tengerszint feletti magasságú tesztcellájában fogják összeszerelni, és 2017-ben kell elkészíteni, a negyedik motort pedig a harmadik negyedévben kell földi vizsgálatnak alávetni mielőtt a tesztágyon repülne az év későbbi szakaszában a kaliforniai Victorville -ből . 2018 elejétől nyolc megfelelőségi hajtóművet és egy pár pótalkatrészt szállítanak a négy 777-9 repülési tesztrepülőgéphez. A típus tanúsítvány tervezik a negyedik negyedévben a 2018.
2017. november 10-én Peebles-ben elérte a rekord tolóerőt (597 kN), ami egy új Guinness-világrekord , amely megdöntötte a GE90-115B 129 900 lbf (569 kN) rekordját 2002-ben. Addigra öt motort teszteltek fuss. A második motor üzemi határain átesik az FAA 150 órás blokkteszten, és háromszoros piros vonal mellett működik: maximális ventilátor fordulatszám, maximális magfordulatszám és maximális kipufogógáz-hőmérséklet . A harmadik motor Peeblesben van, míg az ötödik Winnipegbe utazik jegesedési vizsgálatokra 2017 végéig, miközben három másik motor jelenleg összeszerelés alatt áll. A kezdeti 777X repülési tesztmotorokat 2018-ban szállítják, az első 777-9-es repülésekre 2019 elején. A tanúsítási tesztek egynegyedét 2018 májusáig elvégezték: jegesedés, oldalszél , bemenet , ventilátor és nyomásfokozó aeromechanika, HP turbinás aeromechanika és termikus felmérés .
Repülési tesztelés
Mivel nagyobb, mint a GE90, tesztelésre csak a nagyobb főfokozatú és nagyobb gumiabroncsokkal rendelkező Boeing 747-400-ra illeszkedik, és nem a korábbi 747-100 GE tesztágyra, és a tesztelt motor 5 ° -kal jobban megdől, mint az eredeti GE CF6 . A Boeing nagyméretű, speciálisan tervezett pilonot épített a tesztágyhoz. Az 580 cm -es támaszra függesztett program negyedik motorját novemberben szerelték fel, hogy 2017 végén megkezdhessék a repülési tesztelést. A 340 cm -es 134 hüvelykes ventilátor 440 cm -es tokban van szemüveg, 0,46 m szabad magassággal. A súlya 40 000 font (18 t) az egyedi oszlopokkal és szárnyerősítésekkel szemben, míg a CF6-80C2 és a pilon esetében ez 17,7 lb (7,7 t).
2018 februárjában a GE9X első repülését késleltették a HPC változó állórészlapátok (VSV) karkarjaiban felfedezett problémák . Ezeket meg kell változtatni a széria motoron, de nem befolyásolják annak áramlását. Szintén rutinszerű A Check fedezte fel a ventilátorház korrózióját és a HP turbina légszárnyainak korlátait a 747 tesztágy CF6 motorjain. Először március 13 -án repült a VSV külső karkar korábbi kialakításával. Május elején lezajlott az első két fős repülési tesztfázis 18 repülés és 110 óra elteltével: a repülőgép és a rendszerek ellenőrzése után megvizsgálták a GE9X nagy magasságú borítékot, és értékelték a körutazás teljesítményét, a második ütem a tervek szerint a harmadik negyedév.
2018 októberére a tanúsítás fele elkészült, és nyolc prototípust használnak, főként az ohiói Peebles -ben : az #1 tárolásra kerül; a penge kihúzása szándékosan lesz elválasztva a #2 agytól felszálláskor; az oldalszél földi tesztelése után a #3 -at használják a tolóerő -váltó kaszkád szerelvény ciklikus és terheléses vizsgálatára ; a 4. számú légiforgalom a repülési burkolat több szélét fogja felfedezni, például alacsony magasságban, a novembertől márciusig tartó repülési tesztekhez; #5 teszteli a kiegyensúlyozatlan állóképességet a vibrációs szintek ellenőrzésére, az ETOPS minősítés előtt; #6 2018 -ban később lenyelési teszteken fog részt venni; az LP turbina túlmelegedési tesztjei után a #7 második jegesedési kampányt fog elviselni Winnipegben, Manitobában ; A #8-at október közepére készítik el a tripla redline FAA 150 órás állóképességi tesztre. Nyolc megfelelőségi motor és két pótalkatrész várható novembertől a washingtoni Everettben, amelyet az első 777-9-re telepítenek, hogy 2019-ben befejezzék repülési tesztjeinek nagy részét, és 2020-ban lépjenek üzembe.
A második fázis, 18 járat, december 10-én kezdődött, hogy értékeljék a szoftvert és a forró és magas teljesítményt 2019 első negyedévéig, mielőtt az FAA tanúsítványt ugyanebben az évben megszereznék . Addigra befejeződtek a vízbevitel, a túlmelegedés és az oldalszél tesztjei, mielőtt a penge kifolyott , a jégeső , a madár lenyelése, valamint a blokk vagy az állóképesség vizsgálata. Repülési tesztek épülnek Victorville, Kalifornia , és szakaszon Seattle , Colorado Springs, Colorado , Fairbanks, Alaska , és Yuma, Arizona .
2019. január 4 -ig nyolc tesztrepülést és 55 óra üzemidőt teljesítettek. Január végén a burkolat és a hátsó turbina vázrúdja megsérült a pengekioldási teszt során, és az érintett alkatrészeket felülvizsgálják. Május elején a repülési tesztkampány 320 óra elteltével befejeződött, a magaslati körutazások üzemanyag-elégetésére összpontosítva . A kompresszor rendellenességét észlelték a motor előszállítási tesztjén, miközben az első motorokat a 777X prototípusra szerelték fel. A motorokat a leányrepülés előtt, a korábban várt június 26. után késleltetett végleges, hitelesíthető konfigurációs szabványra kell módosítani. A probléma mechanikus és nem aerodinamikus, nem befolyásolja a teljesítményt vagy a motor konfigurációját, és a 11 lépcsős csúcs elején van -nyomás kompresszor . A tanúsítás előtt a végső tesztek magukban foglalják a teljes tartóssági blokkvizsgálatot, amely a szokásos "triple redline" tesztet váltja fel maximális hőmérsékleten, nyomáson és sebességnél, mivel a modern nagy bypass arányú motorok nem képesek minden maximális körülményt elérni a tengerszint közelében. A nagynyomású kompresszor állórészének áttervezése valószínűleg őszre tolja a motorok tanúsítását, ami 2020-ig késlelteti a 777X első repülését.
2020. január 25 -én a GE9X először repülte a 777X -et, 3 órát és 52 percig repült, mielőtt leszállt a Boeing Field -en. Szeptember 28 -án a GE bejelentette FAA típusbizonyítványát, mivel nyolc tesztmotor 8000 ciklust és 5000 óra üzemidőt regisztrált. Az ETOPS jóváhagyásnak 3000 földi tesztciklusra lesz szüksége a szolgáltatás bevezetéséhez.
Tervezés
A GE9X -nek 10% -kal kell növelnie az üzemanyag -hatékonyságot a GE90 -hez képest. 61: 1 általános nyomásarányának 5% -kal alacsonyabb tolóerő-specifikus üzemanyag-fogyasztást (TSFC) kell biztosítania, mint az XWB-97-nek, a karbantartási költségek pedig a GE90-115B-hez hasonlíthatók. A kezdeti 470 kN tolóerőt 102 000 és 93 000 lbf (450 és 410 kN) csökkentett változat követi. A GE több mint 2 milliárd dollárt fektetett fejlesztésébe. Szemcséje 4700 mm széles.
A legtöbb hatékonyságnövekedés a magasabb bypass arányú ventilátor jobb meghajtási hatékonyságából származik. A bypass arányt 10: 1 -re tervezik. A ventilátor átmérője 340 cm. Ennek csak 16 lapátja van , míg a GE90 -nek 22, a GEnx -nek 18. Ez megkönnyíti a motort, és lehetővé teszi, hogy az alacsony nyomású (LP) ventilátor és a nyomásfokozó gyorsabban pörögjön, hogy jobban megfeleljen az LP turbina sebességének. A ventilátorlapátok acél elülső élekkel és üvegszálas hátsó élekkel rendelkeznek, amelyek jobban elnyelik a madárcsapásokat, rugalmasabban, mint a szénszál. A negyedik generációs szénszálas kompozit anyagok, amelyek a ventilátorlapátok nagy részét tartalmazzák, könnyebbé, vékonyabbá, erősebbé és hatékonyabbá teszik őket. A kompozit ventilátorház használata csökkenti a súlyt is.
A nagynyomású (HP) kompresszor akár 2% -kal hatékonyabb. Mivel a 129,5 hüvelykes (329 cm) GE90 ventilátor kevés teret hagyott az áthidalási arány javítására, a GE további hatékonyságot keresett azáltal, hogy az általános nyomásarányt 40-ről 60-ra emelte, összpontosítva a nagynyomású mag arányának 19: 1-ről 27-re növelésére. : 1, ha 9 vagy 10 helyett 11 kompresszorfokozatot használ, és harmadik generációs, kétgyűrűs elő-örvény (TAPS) égőt a korábbi kettős gyűrűs égő helyett. A melegebb hőmérsékletek elviselésére alkalmas kerámia mátrix kompozitokat (CMC) használnak két égőbélésben, két fúvókában és a CFM International LEAP 2. fokozatú turbina burkolatából . CMC-ket nem használnak az első fokozatú turbinalapátokhoz, amelyeknek extrém hőt és centrifugális erőket kell elviselniük. Ezek a motortechnika következő iterációjának tervezett fejlesztései.
Az első szakaszban a HP turbina lepel , a első és második szakaszban HP turbina fúvókák és a belső és a külső égéstér bélés készült CMC , csak statikus komponensek, működő 500 ° F (260 ° C) melegebb, mint a nikkel ötvözetek néhány hűtés . A CMC-k kétszer erősebbek és egyharmaduk a fém. A kompresszort 3D aerodinamikával tervezték, és az első öt lépése blisk , kombinált lapátos tárcsa. Az égetőkészülék gyenge égésű a nagyobb hatékonyság és a 30% -os NOx tartalék miatt a CAEP/8 értékhez. A kompresszor és a nagynyomású turbina porított fémből készül . A titán -alumíniumból (TiAl) készült kisnyomású turbinás légszárnyak erősebbek, könnyebbek és tartósabbak, mint a nikkel alapú alkatrészek. A 3D nyomtatást olyan alkatrészek gyártására használják, amelyeket egyébként lehetetlen lenne hagyományos gyártási eljárásokkal elkészíteni. A CMC -k 20% -kal kevesebb hűtést igényelnek.
Specifikációk
| Változat | 105B1A |
|---|---|
| típus | Kettős rotor, axiális áramlás, nagy bypass turbófan |
| Égőégő | Egyetlen gyűrűs Twin Annulus előkeverő örvény |
| Ellenőrzés | kétcsatornás FADEC |
| Kompresszor | 1 ventilátor, 3 fokozatú LP, 11 fokozatú HP |
| Turbina | 2 fokozatú HP, 6 fokozatú LP |
| Ventilátor | 134 hüvelyk (340 cm) átmérőjű, 16 széles akkord kompozit penge |
| Hossz | 5690 mm |
| Szélesség × magasság | 161,3 × 163,7 hüvelyk (4097 × 4158 mm) |
| Kétáramúság foka | 9,9: 1 |
| Teljes nyomásarány | 60: 1, HPC nyomásarány: 27: 1 |
| Súly | 9630 kg |
| A felszálló tolóerő | 110 000 font (490 kN) |
| Tolóerő/súly | 5.2 |
| RPM, 100% | LP 2355, HP 9561 |
Lásd még
Kapcsolódó fejlesztés
Összehasonlítható motorok
Kapcsolódó listák
