世界最大的航空發動機——GE9X

2019-05-16     隔壁小書童王小

GE9X是世界上最大的航空發動機,是波音777X的動力引擎,波音777X僅比波音767飛機機身直徑小20厘米,比波音737飛機機身直徑大76厘米,GE9X風扇直徑達3.4米,進氣道直徑為4.5米,其推力可達470千牛,涵道比為10:1,與上一代GE發動機相比可節省10%~15%燃油消耗。是世界最大商用航空發動機,該發動機可以提供約100000磅推力。同時還擁有新一代壓比達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,以及採用陶瓷基復合材料(CMC)的燃燒室和渦輪。

GE9X採用了哪些先進技術?

GE9X是由16個碳纖維的渦輪扇葉和19個3D列印的燃油噴嘴組成,用於向燃燒室內噴射燃料的3D列印噴嘴則均是一次成型的,而非原來那樣要由20個單獨部件焊接而成,再加上設計做了優化,所以重量減輕了25%,燃油效率也明顯提高了不少,還一躍成為了為通用有史以來噪音最小的發動機。

除了上面介紹的世界最大長度的風扇葉片,GE9X的風扇葉片數量也是目前所有渦輪風扇發動機中最少的,只有16片風扇葉片。與之相比,GE90的風扇葉片數量為22片,GEnx的風扇葉片數量為18片。這極大的減輕了風扇結構的重量,同時使得風扇可以轉得更快,來匹配低壓渦輪的速度。

超高增壓比的高壓壓氣機,通過11級經過全三維設計的高壓壓氣機葉片,GE9X的高壓壓氣機增壓比由19:1提升到27:1,從而將發動機的整體增壓比由42:1提升到60:1的高度,這一航空史上最大的增壓比,可以為GE9X提供更多的做功能力。

超大的風扇葉片前緣是高強度鋼材料,葉片的後緣是玻璃纖維材質,葉片主體則是第四代碳纖維復合材料。這樣複雜的葉片結構,使得GE9X可以更好地承受鳥擊損害,也使得葉片更輕、更瘦、更堅韌、也更高效。

採用第三代雙環預旋貧油燃燒室,這種燃燒形式不僅可以使得結構承受更高的燃燒溫度,從而提供更多的能量,而且可以針對CAEP/8燃油排放標準降低30%的氮氧化物排放,使得GE9X在高推力表現的同時,對環境更加友好。

陶瓷基復合材料高壓渦輪葉片與鈦鋁合金低壓渦輪葉片,陶瓷基高壓渦輪葉片是金屬葉片強度的兩倍,重量卻只有金屬葉片的三分之一,同時也有著更好的熱傳導效率。鈦鋁合金的低壓渦輪葉片相對於傳統的鎳基葉片,更輕、更強,包容性也更好,提升了發動機的整體表現。

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