通用电气航空(GE Aviation)全球最大的飞机发动机生产商,为多款商用飞机提供发动机,其主要竞争对手包括罗尔斯·罗伊斯和普惠。
通用电气GE9X(General Electric GE9X)是通用电气研制的大涵道比涡轮风扇发动机,用于波音777X机型上。该发动机由通用电气GE90发动机衍生而来,燃油效率得到约10%的提升。并取代GE90成为吉尼斯世界纪录全世界推力最大的飞机发动机,风扇直径达3.4米,进气道直径为4.5米,仅比波音767飞机机身直径小20厘米,比波音737飞机机身直径大76厘米。16个风扇叶片全部采用第四代碳纤维复合材料。该发动机可以提供约100000磅推力,还拥有新一代压比达27:1的11级高压压气机、高效率和低排放的第3代TAPS III燃烧室,以及采用陶瓷基复合材料(CMC)的燃烧室和涡轮。
GE9X发动机地面测试
GE9X构造
整体叶盘
罗尔斯·罗伊斯控股有限公司(Rolls-Royce Holdings plc,RR)是全球第二大的飞机发动机生产商,仅次于通用电气(GE Aviation)。
遄达XWB是全球最高效的现役航空发动机,是由1级风扇、8级中压压气机、6级高压压气机、低污染环形燃烧室、1级空气冷却的高压涡轮、2级空气冷却的中压涡轮与6级低压涡轮组成的三转子高涵道比涡扇发动机。
遄达XWB的先进技术包括:使用先进的压气机叶盘技术,降低了组件重量,使气动效率提高15%;优化的内部系统,降低了气量需求和燃油消耗;采用新材料,在不降低可靠性的前提下达到更高的工作温度和燃烧效率;可靠性更高的燃烧室,燃烧更清洁;最新的风扇系统技术,降低了噪声;遄达系列中效率最高的涡轮系统,拥有两级中压涡轮,提高了第二级中压涡轮的性能;新的轴承系统,利用更大的轴承来提高载荷能力,进而减少燃油消耗;并且拥有先进的发动机状态监控系统。
遄达XWB三转子高涵道比涡扇发动机结构图
遄达XWB发动机集成的部分创新性技术示意图
普拉特和惠特尼(Pratt & Whitney)是一家飞行器发动机制造商,许多民用和军用飞行器都使用普惠的产品,是世界三大航空发动机制造商之一。
普惠PW1000G发动机(Pratt & Whitney PW1000G)是美国普惠公司生产的一款齿轮传动涡轮风扇发动机,目前是空中客车A220飞机、三菱SpaceJet、巴西航空工业E-Jets E2飞机的专用发动机,也是伊尔库特MC-21和空中客车A320neo飞机的选用发动机之一。除了美国本土的生产线以外,普惠亦委托三菱重工业在日本名古屋设立第二条组装线。
PW1000G由1级风扇、传动风扇的减速器、3级低压压气机、8级高压压气机、采用Talon技术的环形燃烧室、2级高压涡轮及3级低压涡轮组成。PW1000G发动机由于采用了突破传统构型的传动风扇的减速器以及先进的TALON燃烧室,具有油耗低(低12%左右)、噪声低(比第4阶段要求低20分贝)、排放低(CO2排放每架飞机每年可减少3000吨,NOX排放减少50%)、维修成本低(叶片数少410%)等特点,能够适应新世纪航空业对新技术、低消耗和低排放的需求,对国内外航空业界无疑具有重要贡献。
齿轮传动箱
PW1000G系列发动机结构剖视图
PW1000G系列发动机齿轮传动系统结构示意图
LEAP发动机是CFM国际公司(下称CFM)的产品,LEAP共有三款型号,其中LEAP-1A和LEAP-1B分别为空客320neo和波音737MAX提供动力。
LEAP发动机采用了许多行业内领先的创新性技术,包括超高压比核心机、采用三维编织树脂模传递成形技术制造的复合材料风扇叶片、复合材料风扇机匣、第三代三维气动设计压气机和涡轮叶片设计技术、第二代双环预混旋流器 ( TAPS II) 燃烧室技术、可变面积外涵喷管和先进材料等。发动机和短舱将作为一体化推进系统来设计,拥有先进的进气道、声学处理和电动反推力装置,可以充分发挥其气动性能、重量和声学优势。
LEAP 的核心机为超高压比核心机,由8级压气机、1个单级高压涡轮和先进的TAPS II燃烧室构成,是GE公司eCore发动机核心机研发项目的首次应用。它的结构更简单紧凑、重量更轻,压气机和涡轮承载能力更强、效率更高;发动机的调节和控制系统更先进。
风扇叶片也是发动机整体技术水平的重要标志之一。LEAP的风扇叶片数量只有18片,直径为1.8米,总重为76公斤。而且空气动力性能大幅优化。为了大幅度地减重,LEAP发动机的风扇叶片边缘将采用钛合金,叶片本身为采用三维编织树脂模传递成形技术制造的复合材料风扇叶片。
Leap的喷油嘴和燃烧室
LEAP发动机部分关键创新性技术示意图
三维编织树脂模传递成形复合材料风扇叶片
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