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世界最大航空發動機GE9X的新材料CMC部件完成測試
發布時間:2017年1月25日
 
   
 


   美國通用電氣GE公司表示,已經成功完成了GE9X發動機陶瓷基復合材料CMC(ceramic matrix
composite)部件測試的第二階段,此次測試是將CMC部件安裝在一臺GEnx工程驗證機上進行的。

    CMC材料還將用于GE9X發動機的燃燒室和渦輪上,為波音777X客機提供強勁動力。

    GE
9X發動機是世界上最大的航空發動機,它可以提供約100,000磅推力,擁有直徑約3.4米的復合風扇機匣,以及16片第4代碳纖維復合材料風扇葉片。其它特性還包括:新一代壓比達27:1的11級高壓壓氣機、高效率和低排放的第3代TAPS
III燃燒室、以及采用陶瓷基復合材料CMC的燃燒室和渦輪。

    這臺工程驗證發動機在最近一輪的測試中,累積運行了1800個熱力循環,其中包括暴露在灰塵和碎屑等惡劣環境條件下。GE公司稱碎屑暴露的水平相當于約3,000起飛和著陸循環。

    對于第二輪測試,工程驗證發動機還使用了與2015年9月第一輪測試相同的CMC燃燒器內襯,高壓渦輪第1級機匣和高壓渦輪第2級CMC靜葉,并新增加了高壓渦輪第1級CMC靜葉。

    CMC材料是在碳化硅基體上結合了碳化硅陶瓷纖維,并有專有涂層強化,它的重量只有同等體積金屬合金的三分之一,從而提高了發動機的燃料效率和耐久性。

    此外,CMC比金屬合金更耐熱,在工作過程中,需要的冷氣量也更少,從而使得主流道中更多的空氣用來做功,從而也提高了發動機的性能,耐用性和燃料經濟性

    GEnx
CMC工程驗證發動機也增加了一些非CMC材料的GE9X發動機部件,包括采用新型3D技術制造的輕質低壓渦輪機鈦鋁葉片和采用先進冷卻技術的下一代高壓渦輪第1級動葉。

    GE9X發動機計劃的型號認證工作將于今年上半年開始,并在GE航空飛行測試平臺上進行飛行測試,該發動機的型號認證TC預計在2018年獲得。

    值得一提的是,GE公司在GE9X發動機研發上投入不少,光2014年,GE公司就投入超過10億美元,其中有約3億美元用于新的GE9X發動機技術成熟化測試。測試項目包括通用推進模擬器(UPS)風扇性能測試,以及GEnx發動機CMC部件測試。

    2015年9月,裝有多個CMC部件的GEnx工程驗證發動機累計完成了2800個耐久性循環試驗,試驗是分別在意大利那不勒斯AVIO
AERO試車臺和美俄亥俄州皮布爾斯試車臺上進行,試驗結果好于預期:當發動機報廢時,CMC部件仍然處于完全正常的嶄新狀態,這也進一步證實了CMC技術的獨特之處。

    2015年12月對全新的GE9X發動機核心機樣機進行測試,2016年2月,GE宣布首臺完整的GE 9X航空發動機總裝。

    日本石川島重工,法國賽峰飛機發動機公司,法國賽峰航空助推器公司和德國MTU航空發動機公司都參與GE9X發動機項目。


 
   
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