Самый мощный авиационный двигатель в мире – -: GE90-115B — » DailyTechInfo — Запчасти Владивосток | Автозапчасти Владивосток

Содержание

Самый большой в мире реактивный двигатель

Тут и так то летаешь с неким опасением, и все время оглядываешься в прошлое, когда самолеты были маленькие и могли запросто планировать при любой неполадке, а тут все больше и больше. В продолжении процесса пополнения копилочки САМОГО САМОГО почитаем и посмотрим на такой авиационный двигатель.

Американская компания General Electric в данный момент проводит тестирование самого большого в мире реактивного двигателя. Новинка разрабатывается специально для новых Boeing 777X.

Вот подробности …

Фото 2.

Реактивный двигатель-рекордсмен получил имя GE9X. С учетом того, что первые Боинги с этим чудом техники поднимутся в небо не ранее 2020 года, компания General Electric может быть уверена в их будущем. Ведь на данный момент общее число заказов на GE9X превышает 700 единиц. А теперь включите калькулятор. Один такой двигатель стоит $29 миллионов. Что касается первых тестов, то они проходят в окрестностях городка Пиблс, штат Огайо, США. Диаметр лопасти GE9X составляет 3,5 метра, а входное отверстие в габаритах равно 5,5 м х 3,7 м. Один двигатель сможет выдавать реактивной тяги на 45,36 тонны.

Фото 3.

По словам GE, ни один из коммерческих двигателей в мире не имеет такую высокую степень сжатия (степень сжатия 27:1), как GE9X. В конструкции двигателя активно используются композиционные материалы.

Фото 4.

GE9X компания GE собирается устанавливать на широкофюзеляжный дальнемагистральный самолет Boeing 777X. Компания уже получила заказы от авиакомпаний Emirates, Lufthansa, Etihad Airways, Qatar Airways, Cathay Pacific и других.

Фото 5.

Сейчас проходят первые испытания полного двигателя GE9X. Испытания начались еще в 2011 году, когда велась проверка компонентов. По словам GE, эта относительно ранняя проверка была проведена с целью получения испытательных данных и запуска процесса сертификации, так как компания планирует установить такие двигатели для летных испытаний уже в 2018 году.

Фото 6.

Камера сгорания и турбина выдерживают температуры до 1315 °C, что дает возможность более эффективно использовать топливо и снизить его выбросы.

В дополнение GE9X оснащен топливными форсунками, напечатанными на 3D-принтере. Эту сложную систему аэродинамических труб и углублений компания хранит в тайне.

Фото 7.

На GE9X установлены турбина компрессора низкого давления и редуктор привода агрегатов. Последний приводит в действие насос для подачи горючего, маслонасос, гидравлический насос для системы управления ЛА. В отличие от предыдущего двигателя GE90, у которого было 11 осей и 8 вспомогательных агрегатов, новый GE9X оснащен 10 осями и 9 агрегатами.

Уменьшение количества осей не только снижает вес, но и уменьшает количество деталей и упрощает логистическую цепочку. Второй двигатель GE9X планируется подготовить для проведения испытаний в следующем году

Фото 8.

В конструкции двигателя GE9X использовано множество деталей и узлов, изготовленных из легковесных и термоустойчивых композитных керамических материалов (ceramic matrix composites, CMC). Эти материалы способны выдерживать огромную температуру и это позволило значительно поднять температуру в камере сгорания двигателя. «Чем большую температуру можно получить в недрах двигателя, тем большую эффективность он демонстрирует» — рассказывает Рик Кеннеди (Rick Kennedy), представитель компании GE Aviation, — «При более высокой температуре происходит более полное сгорание топлива, оно меньше расходуется и уменьшаются выбросы вредных веществ в окружающую среду».

Фото 9.

Следует отметить, что недавние испытания являются первым разом, когда двигатель GE9X был запущен в его полностью собранном виде. А разработка этого двигателя, сопровождавшаяся стендовыми испытаниями отдельных узлов, производилась в течение нескольких последних лет.

И в заключении следует отметить, что несмотря на то, что двигатель GE9X носит титул самого большого в мире реактивного двигателя, он не является рекордсменом по силе создаваемой им реактивной тяги. Абсолютным рекордсменом по этому показателю является двигатель предыдущего поколения GE90-115B, способный развивать тягу в 57.833 тонны (127 500 фунтов).

Фото 10.

Фото 11.

Фото 12.

Фото 13.

[источники]источники
http://re-actor.net/technics/12305-ge9x.html
http://www.innoros.ru/news/16/04/ge-aviation-provela-ispytaniya-samogo-bolshogo-v-mire-aviatsionnogo-dvigatelya
http://www.forumavia.ru/forum/5/0/9351375342359365348821461133750_1.shtml?topiccount=49
https://lenta.ru/news/2016/04/19/ge/
http://www.dailytechinfo.org/space/8030-mashiny-monstry-ge9x-samyy-bolshoy-v-mire-reaktivnyy-dvigatel.html

Вот не могу вам не напомнить про проект, который «по сложности и важности равен Бомбе, Гагарину и собственному процессору». Вот еще вам Самый большой в мире летательный аппарат и есть мнение, что России экраноплан необходим… как покойнику калоши

masterok.livejournal.com

Самой большой авиадвигатель мощнее всех космических ракет

Причем это потомок того самого двигателя, который 110 лет назад позволил взлететь первому аэроплану братьев Райт

Теперь же серия авиадвигателей GE90 от GE Aviation эксклюзивно создаётся для новейших моделей Boeing 777. Их технология изначально выросла из программы «Энергоэффективного двигателя» NASA в 1970-х годах, и впервые дебютировала в 1995 году на борту 777 «British Airway».

Самый крупный представитель серии GE90 – это 115B. Он имеет длину 540 и ширину 340 сантиметров, и весит около 7300 килограмм. Что удивительно, несмотря на его титанический размер, 115B — это самый эффективный двигатель в мире на сегодняшний день. Он использует 10-тактовый воздушный компрессор, питаемый двухтактовой турбиной двигателя, который позволяет генерировать турбонаддув с коэффициентом сжатия 23:1.

Конструкция двигателя впечатляет ничуть не меньше, чем его производительность. GE90 построен из нового керамического матричного композита, способного выдерживать фантастические рабочие температуры, что позволяет двигателю во время длительных перелётов экономить до 10 процентов больше топлива, чем даже ранние модели GE90.

Вдобавок к тому, что это самый большой двигатель в мире и самый эффективный в своём классе, GE90-115B также и самый мощный реактивный двигатель на планете. В ходе тестовых испытаний в 2002 году, -115B побил мировой рекорд, выдав циклопические 127.900 фунтов тяги на фут – и это ещё даже не заявка на рекорд. Инженеры компании всего лишь прогоняли рутинный часовой стресс-тест.

И это не единственный мировой рекорд, которым обладает GE90-115B. Этот фантастический двигатель позволил совершить самый длительный коммерческий перелёт в истории – рейс из Гонконга в Лондон в 1995 году, продолжавшийся 22 часа 42 минуты. А это перелёт через весь Тихий океан, через континентальные Штаты, через Атлантику и в аэропорт Хитроу.

^{Источники:}^gizmodo.com^и^gearmix.ru^.

www.mk.ru

Авиадвигатели мира: текущее состояние

Турбореактивный двигатель (ТРД) — одно из главных технических достижений человечества, которое можно поставить в один ряд с изобретением колеса, паруса, паровой машины, двигателя внутреннего сгорания, ракетного двигателя и атомного реактора. Именно благодаря ТРД наша планета вдруг стала маленькой и уютной. Любой человек может за считанные часы комфортно и безопасно добраться до самого отдаленного ее уголка.

И вот при всём при этом мировое авиационное двигателестроение находится в страшном кризисе. При кажущемся прогрессе оно умирает, и причина этого — в конкуренции. Волшебная рука рынка так бодро шарит в карманах производителей, что они просто рыдают навзрыд.

Глобализации так и не удалось вывести производителей авиамоторов из-под крыш национальных государств. Слишком уж это чувствительная область технологий. И даже собрать всех производителей под крышей «мирового гегемона» США не вышло. Судите сами — SNECMA французская, RR британский. Отделение авиадвигателей Pratt & Whitney фактически канадское — оно сугубо формально через «Юнайтед Текнолоджис» считается американским. Собственно американский производитель авиадвигателей из крупных остался ровно один — General Electric.

А еще есть такой производитель авиамоторов, как International Aero Engines (IAE) — это как бы СП Pratt & Whitney с японцами JAEC и немцами MTU (раньше там еще участвовали RR, но их долю выкупили PW). Они делают, например, двигатели семейства V2500 — эти моторы популярны на Арбузах линейки А320, а также на Airbus Corporate Jet. Их же ставят бразильцы на свои военные транспортники Embraer 390. Интересно, что на этом моторе Pratt & Whitney разработала только камеру сгорания и двухступенчатую с воздушным охлаждением турбину высокого давления, а всё остальное — разработка японцев и немцев, ну и инженеры Rolls-Royce поучаствовали. В общем, моторы IAE делаются в весьма заметных количествах — их выпускается в полтора раза больше, чем моторов Rolls-Royce всех типов (правда, они и подешевле, чем продукция RR).

Да — американский производитель GE мощный, спору нет. Формально он считается крупнейшим в мире (с учетом участия во всяких СП). Но и у него деградация имеется.

А причина между тем довольно проста — авиадвигатели сейчас УБЫТОЧНЫ практически у всех, они продаются ниже себестоимости из-за большой конкуренции. И чем сложнее технически мотор — тем убытки больше. До сих пор GE и RR сводили концы с концами за счет сервисных контрактов (запчасти + обслуживание), но эта система некоторое время назад перестала покрывать убытки (потому что сервис оттягивают на себя производители самолетов), и теперь фирмы-двигателестроители выживают только за счет госдотаций.

Естественно, в такой ситуации никакие крупные вложения в разработку нового — невозможны.

Вот, например, двигатель GE9X, который GE выдает за «новое слово техники» — это по сути обычный GE90-115B от 777 боинга, у которого в вентиляторе вместо 22 лопаток поставлено 16, но более широких из композита. Остальные доработки там, в общем-то, косметические — чуть подняли температуру в камере сгорания, чуть поменяли форму лопастей у турбины. Ну там еще придумали закручивать смесь в камере сгорания, чтобы добиться лучшего дожигания окислов азота. Не тянет это всё на «новое слово».

Двигатели LEAP генеральские электрики вообще не осилили сами — были вынуждены звать на помощь французскую SNECMA. А ведь их конкуренты из Канады слепили свои PW1000G самостоятельно, без приглашения варягов. Это кагбэ намекает нам на то, что потенциал GE как разработчика авиамоторов — упал ниже плинтуса. По сути, GE до сих пор едут на заделах 70-х годов.

Между прочим, самое популярное в гражданской авиации семейство моторов CFM56, которых в год поставляется больше, чем всех остальных моторов вместе взятых — тоже сделано французами из Снекмы, хотя и как бы с участием GE. Вы знаете, как был сделан этот мотор? Французами взята горячая часть от мотора General Electric F101 (он применяется на бомбардировщике B1B Lancer), и на нее навешен французский вентилятор с приводом от французской турбины низкого давления. А чтобы GE не сильно возмущалась — был сделан альянс CFM International, с долями 50/50, соответственно мотор CFM56 пошел не только на европейские арбузы, но и на американские Боинги, и даже в US Air Force (там его называют General Electric F108, чтобы не позориться использованием не-американского мотора).

Кстати, с новыми «экономичными» моторами что у GE, что у PW серьезные проблемы.

У PW1000G текут сальники редуктора — и проблема, понятное дело, не в самих сальниках, а в конструкции редуктора. Проблема и с торцевыми уплотнениями. Но это плата за принципиально новую конструкцию. Хотя в общем-то «новая» она условно — это по сути турбовинтовой мотор, у которого винты заключены в кольцевой обтекатель (пропеллер заменен на импеллер).

Leap безредукторный (как наш ПД14), у него этих проблем нет — но у него проблемы с компрессором. Вообще LEAP это фактически переделанный CFM56, у которого попытались поднять эффективность за счет вентилятора бОльшего диаметра — соответственно пришлось снизить скорость его вращения, это потянуло за собой снижение скорости турбины низкого давления, ну и вот — компрессор не в состоянии на некоторых режимах наддувать камеру сгорания должным образом. И это сказывается не только на провалах тяги — но и, что важнее, на долговечности мотора.

Вот смотрите — это вот пресловутый мотор LEAP:

Видите, до какой степени у него раздута турбина низкого давления? Да-да, вот эта раковая опухоль, раздутие в конце мотора с кучей колес и лопаток? Ну и компрессор низкого давления тоже имеет большой диаметр и сложность.

Русский ПД14 сразу сделан более простым — он вряд ли достигнет показателей экономичности PW, но он сильно дешевле и сам по себе и в обслуживании, по крайней мере потенциально:

Тут русские нашли оригинальное решение, применив широкохордные лопатки на турбине низкого давления. Это позволило уменьшить число колес и диаметр этой турбины. При этом степень двухконтурности у ПД-14 почти такая же, как у LEAP-1B (8.5-8.6 против 9), при схожей компрессии (около 40). Причем LEAP-1B развивает взлетную тягу 130 кН против 137 кН у ПД-14 и 153 кН у ПД-14М. 137 кн развивает LEAP-1C — но у него диаметр вентилятора больше, чем у ПД-14, а это создает некоторые габаритные проблемы. В конце концов, у нас тоже от редукторной версии ПД-14, называемой ПД-18Р, ожидают взлетную тягу аж 178 кН ценой увеличения диаметра вентилятора.

Ну и в общем не секрет, что русские попятили конструкцию и методику расчета камеры сгорания, примененной в моторах ПД-14, у Pratt&Whitney — примерно так же, как французы попятили камеру сгорания у GE. Но зато широкохордные лопатки турбины низкого давления и блиски в компрессоре — у нас собственные.

Кстати, схожих параметров мотор CJ-1000A (Chang Jiang-1000A) разрабатывают китайцы, и в мае 2018 года уже предъявили вполне рабочий образец, которым собираются комплектовать свои самолеты Comac C919 (главного конкурента наших МС-21). Причем у китайцев есть и альтернатива со сходными параметрами — мотор Shenyang WS-20, созданный на базе горячей части от мотора WS-10 (китайский аналог АЛ-31Ф, сделанный с использованием конструкции гражданского CFM56) примерно таким же образом, каким в своё время французы сделали CFM56 на базе горячей части мотора GE от B1B.

Это кагбэ намекает всем имеющим мозг, что уровень технологий современного авиационного моторостроения — совсем не запредельный.

Возвращаясь же обратно к «мировым грандам», хочу заметить, что новые моторы у GE и PW сами по себе работают, но вот заявленные расходы на ремонты и близко не показывают. И это — серьезная проблема для их производителей. С одной стороны, более 85% экономии топлива Boeing 737 MAX приходится на эти самые новые двигатели — а с другой стороны, у авиакомпаний и авиастроителей есть достаточно широкий выбор альтернативных моторов, отсюда конкуренция и снижение цен на моторы и на запчасти к ним. Хуже того — авиастроители уже дошли до того, что заставляют производителей авиадвигателей платить за разработку самолетов в обмен на обещание поставить туда их моторы, а не моторы конкурентов. Откуда уж тут взяться прибылям… Не секрет, что RR теряет на каждом проданном моторе Trent около 1,6 млн фунтов. Немногим меньше теряет и GE на своих больших моторах.

Французская промышленная группа Safran включает подразделение «Авиационные и космические двигатели», которое основную часть своей выручки и прибыли получает сегодня от продаж двигателей семейства CFM56 в рамках партнерского проекта CFM International (CFMI), организованного совместно с американской компанией General Electric более сорока лет назад, в 1974 г. (в 2008 г. соглашение было продлено обеими компаниями на период до 2040 г.).

Основной двигателестроительный актив французской группы для коммерческих самолетов – компания Snecma. С конца 70-х гг. выпущено уже свыше 26 тыс. двигателей CFM56, которые сегодня эксплуатируются под крылом более 11 тыс. авиалайнеров Boeing 737 и Airbus A320, включая их многочисленные, в т.ч. военные, варианты. Наработка двигателей превысила уже 630 млн часов, а рекорд «жизнедеятельности», принадлежащий двигателю семейства CFM56, составляет более 50 тыс. часов без съема с крыла.

Собственно, поэтому как бы российский мотор PowerJet SaM146 наше НПО Сатурн делало с этими же французами на основе этого же CFM56. Для французов SaM146 является промежуточным этапом на пути от CFM56 к LEAP — это как бы упрощенный CFM56, на котором внедрен ряд технологий, затем используемых в LEAP (в частности, французы наконец переделали камеру сгорания и горячую турбину, изменив их древнюю американскую схему GE на якобы свою собственную, более модную). Да-да, речь про пресловутую камеру сгорания Twin-Annular, Pre-Mixing Swirler — камера сгорания одинарная, но с двойным закрученным потоком и двумя зонами горения, которую GE придумали для большого мотора GEnx (чтобы конкурировать с RR), а французы попятили у них идею и адаптировали к размерности CFM56.

CFM56 это объективно лучший мотор в мире, но это — технологии тех самых 70-х годов. Попытки двинуться дальше вылились в создание LEAP и PW1000G — но пока что эти моторы не радуют ресурсом, а главное — на самом деле ничего революционного в них нет. Как я уже сказал — LEAP это просто модернизированный CFM56 с вентилятором увеличенного диаметра, а PW1000G — попытка использовать турбовинтовой мотор там, где раньше использовали турбореактивные (то есть поднять у турбовинтового мотора скорость потока и снизить шумность).

Ничего нового не изобрели и в Rolls-Royce. В феврале 2014 г. исполнительный вицепрезидент компании по стратегии и перспективным технологиям Саймон Карлайл объявил о том, что ведется разработка двух новых моделей семейства Trent, которые планируется передать в эксплуатацию в 2020 г. и 2025 г. и которые будут иметь на 10% лучшую топливную экономичность в сравнении с двигателями Trent XWB для A350 XWB. Они получили рабочие наименования Advance и UltraFan. Первый двигатель конструктивно совместит трехвальную конструкцию Trent с более крупным компрессором высокого давления и уменьшенным компрессором промежуточного давления, будет отличаться вентилятором с композитно-титановыми лопастями вентилятора и композитным корпусом, что позволит снизить массу двигателя. Степень двухконтурности данной модели составит 11. Второй же, со степенью двухконтурности 15, будет использовать редукторную схему.

Испытания первой модели планировалось начать уже в 2015 г., второй – ближе к концу десятилетия. Насколько я знаю — не начали до сих пор. А ведь Rolls-Royce занимает долю порядка 54% на рынке двигателей для широкофюзеляжных авиалайнеров.

Видите, какая складывается ситуация? Даже Россия, которая во времена СССР всегда уступала Западу в технологиях турбореактивных двигателей (да-да, уступала, и сильно — даже в военных моторах), сейчас смогла догнать мировой уровень не только в военных, но и в гражданских моторах. И это при том, что большая часть советского моторостроения осталась вна Украине, где и сдохла.

Причина этого — в том, что Запад после 70-х сильно стагнировал в технологиях. Нет там никаких прорывов ни в материалах, ни в конструкциях.

Вот это, например — труба эжектора двигателя LEAP, создающего разрежение в полости подшипника передней опоры. Как и положено в современных двигателях, где-то в конструкции должен быть большой косяк. На PW1100 решили сг@внить покрытие лопаток, а вот тут поржали с расхода масла через эту дырку. Самолёты только недавно пришли, а внутри уже закоксовано по уши, и ещё оттуда подкапывает на стоянке. То есть, как и у PW, сальники нихрена не держат.

— Командиру экипажа из салона: у вас масло подтекает!
— Командир — салону: я в курсе, дозаправимся позже!
И сюардессы такие — шнырь-шнырь по салону с канистрами масла.

А вот вам еще новый самолёт. Облезает резина на лопатках статора вентилятора двигателя PW1100:

И это у них считается нормальным. Нормальным также считается съём нового двигателя по стружке в масле. В общем — авиаторы смело идут путем немецких двигателей-миллионников, выродившихся в экодеформированное короткопоршневое термоперегруженное г@вно.

Если кто не в курсе — стружка в масле означает начавшееся разрушение шестерёнок, подшипников или ещё каких-то металлических элементов двигателя. Когда такое повторяется на нескольких подряд новых двигателях, это значит, что при их изготовлении или проектировании были допущены грубые ошибки.

Вот как раз в продолжение темы эффективности капитализма и денег, как критерия оценки таковой. Зато финансовый отчет наверняка был хороший, когда это всё делалось. Сэкономили на разработке, испытаниях и доводке. Денег-то нету, продают моторы себе в убыток.

tehnowar.ru

Самые большие авиационные ТРД : GE90-115B и GE9X (США. 2000 / 2016 год).

Когда самолет Флайер-1, созданный братьями Райт, в 1903 году впервые поднялся в воздух, его приводил в действие четырехцилиндровый двигатель внутреннего сгорания, мощностью всего в 12 лошадиных сил. В то время Орвил и Уилбур Райт еще даже не могли предположить, что благодаря их усилиями, положившим начало развитию моторной авиации, уже через 110 лет самолеты будут подниматься в воздух с помощью огромных реактивных двигателей. И к таким двигателям можно отнести двигатели серии GE90 производства компании GE Aviation, которые предназначены для использования в больших авиалайнерах компании Boeing 777-й серии …

Технологии, которые легли в основу создания двигателей серии GE90, были созданы на основе технологий, разработанных в 1970-е года в рамках программы НАСА Energy Efficient Engine. Первые двигатели GE90 дебютировали в 1995 году, подняв в воздух 777-е авиалайнеры компании British Airway. Первые три модели двигателей из серии GE90 обеспечивали тягу от 33.5 тонн (74 000 lbf) до 52 тонн (115 000 lbf). С того момента времени специалисты компании GE Aviation провели ряд улучшений конструкции двигателей и современные варианты, двигатели моделей GE90-110B1 и GE90-115B могут обеспечить тягу более 57 тонн (125 000 lbf). Эти два огромных реактивных двигателя предназначены исключительно для последних и самых больших моделей авиалайнеров Boeing 777 — 777-200LR, 777-300ER и 777-200F.

Самым большим по габаритным размерам является двигатель GE90-115B. Его длина составляет 5.5 метров, ширина — 3.4 метра, а диаметр турбины — 3.25 метра при общем весе двигателя 8282 килограмма. Несмотря на такие габариты и вес, GE90-115B является самым эффективным на сегодняшний день двигателем с точки зрения отношения мощности к количеству потребляемого топлива. Высокая эффективность была получена за счет использования 10-ступенчатого воздушного компрессора, за счет которого турбокомпрессор турбины двигателя позволяет сжать воздушно-топливную смесь до соотношения 23:1.

Конструкция двигателя GE90-115B столь же впечатляюща, как и его технические характеристики. Основным материалом, использованным в двигателе, является матричный композиционный материал, который без разрушения и деформации выдерживает более высокие температуры горения топлива, чем в других двигателях. Высокотемпературное сгорание топлива позволило добиться 10-процентной экономии топлива еще в ранних моделях двигателей, а в более современных моделях этот показатель еще выше.

В дополнение ко всему вышесказанному можно отметить, что с 2002 года двигатель GE90-115B является самым мощным авиационным реактивным двигателем на сегодняшний день, согласно Книге мировых рекордов Гиннеса. Но это не единственный мировой рекорд, который был установлен при помощи двигателя GE90-115B. Самый долгий непрерывный коммерческий перелет, длительностью 22 часа и 42 минуты из Гонконга в Лондон в 1995 году был осуществлен благодаря двигателям GE90-115B. За это время самолет пересек Тихий океан, Североамериканский континент, Атлантический океан и совершил посадку в аэропорту Хитроу.

Источник — https://www.dailytechinfo.org/. 29 апреля 2013 года.

Небезызвестная американская компания General Electric закончила сборку и приступила к программе испытаний нового реактивного двигателя GE9X. Этот двигатель, установленный сейчас в промежутке между двумя железобетонными сооружениями на испытательном полигоне неподалеку Пиблса, Огайо. Он является первым опытным образцом и, одновременно, самым большим реактивным двигателем в мире на сегодняшний день. Диаметр лопастей двигателя GE9X равен 3.5 метрам, размеры входного возуховода составляют 5.5 метров на 3.7 метра и он способен вырабатывать 45.36 тонны (100 000 фунтов) реактивной тяги.

Новый двигатель-рекордсмен был разработан для того, чтобы поднимать в небо самолеты-авиалайнеры серии Boeing 777X, способные перевозить более 400 пассажиров за раз и которые должны поступить в эксплуатацию в 2020 году. Компания Boeing уже получила заказы на новые 777X-е от ведущих мировых авиаперевозчиков, среди которых такие известные компании, как Emirates, Lufthansa и Qatar Airways. Благодаря этому портфель заказов компании General Electric на двигатели GE9X, стоимость каждого из которых равна 29 миллионам долларов, насчитывает уже 700 таких двигателей. В конструкции двигателя GE9X использовано множество деталей и узлов, изготовленных из легковесных и термоустойчивых композитных керамических материалов (ceramic matrix composites, CMC).

Эти материалы способны выдерживать температуры до 1400 градусов Цельсия и это позволило значительно поднять температуру в камере сгорания двигателя. «Чем большую температуру можно получить в недрах двигателя, тем большую эффективность он демонстрирует» — рассказывает Рик Кеннеди (Rick Kennedy), представитель компании GE Aviation, — «При более высокой температуре происходит более полное сгорание топлива, оно меньше расходуется и уменьшаются выбросы вредных веществ в окружающую среду».

Большое значение при изготовлении некоторых узлов двигателя GE9X сыграли современные технологии трехмерной печати. При их помощи были созданы некоторые детали, включая инжекторы топлива, столь сложной формы, которую невозможно получить путем традиционной механической обработки. «Сложнейшая конфигурация топливных каналов — это тщательно охраняемая нами коммерческая тайна» — рассказывает Рик Кеннеди, — «Благодаря этим каналам топливо распределяется и распыляется в камере сгорания наиболее равномерным способом». Следует отметить, что недавние испытания являются первым разом, когда двигатель GE9X был запущен в его полностью собранном виде. А разработка этого двигателя, сопровождавшаяся стендовыми испытаниями отдельных узлов, производилась в течение нескольких последних лет.

Источник — https://dailytechinfo.org/. 20 апреля 2016 года.

raigap.livejournal.com

Самый большой в мире двигатель на самом длинном авиалайнере. Размер имеет значение?

GE Aviation

27 января 2019, 16:53

Концерн Boeing установил самый большой (как по мощности, так и по размерам) в мире реактивный двигатель на прототип нового авиалайнера 777-9. Двигатель GE 9X имеет диаметр вентилятора 3,4 метра, т.е. примерно такой же ширины, как поперечное сечение фюзеляжа самолета Boeing 737, исключая центроплан. Ширина двигателя с гондолой составляет 4,40 метра, т.е. больше, чем поперечное сечение фюзеляжа Airbus A320, которое в самом широком месте составляет 4,14 метра.

Boeing 777X на данный момент самый длинный пассажирский и самый большой двухмоторный реактивный самолет в мире. Сборка прототипа началась в 2017 году. Разрабатываются два варианта широкофюзеляжного авиалайнера большой дальности. Впечатляет и длина самолета — 76,7 метра.

Главными особенностями нового Boeing 777-9 являются его крылья со складными наконечниками (чтобы соответствовать габаритным требованиям большинства аэропортов).

Чтобы максимально эффективно использовать увеличенное крыло, Boeing 777-9 оснащен двумя реактивными двигателями GE9X.

Сравнение диаметров двигателя GE9X и фюзеляжа Boeing 737

GE Aviation смогла сократить количество лопастей вентилятора до 16 и уменьшить вес двигателя, увеличив при этом его размер и мощность.

Складные крылья. Благодаря составу из углеродного волокна крылья прочные и гибкие

Реактивный двигатель GE9X является производным от модели GE90, которая используется в текущем поколении семейства Boeing 777, но имеет ряд улучшений: новые камеры сгорания, большие цельные секции, произведенные методом 3D-печати, и самую большую крыльчатку вентилятора, используемую в компрессоре. Кроме того, он будет иметь тягу в вдвое больше, чем у двигателей установленных на Boeing 747. У нового двигателя лучше производительность, которая обеспечивается даже при меньшем потреблении топлива.

Впечатляет процесс изготовления лонжерона авиалайнера. Он композитный, сделан из углеродной ленты длиной более 644 км! Отверждение производилось в специально сконструированном для этого автоклаве. Результат — новый Boeing 777X имеет размах крыльев 72 м.

Планируется, что первый Boeing 777X ( вариант 777-9) впервые взлетит в этом году, а сертификация и первые поставки начнутся уже в 2020 году.. По данным Flight Fleets Analyzer концерн Boeing уже имеет заказы на 316 авиалайнеров Boeing 777X (53 самолета Boeing 777-8 и 263 — Boeing 777-9)

Первый левый борт GE9X испытательного самолета Boeing 777X

Ожидаемая дальность полета Boeing 777-8 — 16110 км и вместимость 350–375 пассажиров, а дальность полета Boeing 777-9 — 14100 км и он будет способен перевозить 400–425 пассажиров.

Кроме того, концерн намерен предоставить заказчикам больше гибкости в планировке салона, позволяя им выбирать из широкого ассортимента внутренней отделки и варианты расположения кресел.

Boeing 777-9 станет прямым конкурентом Airbus A350-1000 в категории дальнемагистральных широкофюзеляжных авиалайнеров.

Экономкласс Boeing 777X

Источник: GE Aviation

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Новости о науке, технике, вооружении и технологиях.

Подпишитесь и будете получать свежий дайджест лучших статей за неделю!

Email*

naukatehnika.com

Завершены испытания самого большого турбовентиляторного двигателя в мире

Заключительные летные испытания турбовентиляторного двигателя GE9X производства американской компании GE Aviation завершены. Завершение тестирования двигателя для ремоторизованного самолета Boeing 777X на летающей лаборатории знаменует собой еще один шаг в направлении ввода в эксплуатацию двигателя с самым большим вентилятором, когда-либо производимым для коммерческих ВС. Летные испытания начались в декабре 2018 г. — проведено более 50 полетов общей длительностью около 320 ч.

Напомним, что первый полет состоялся 13 марта прошлого года, с отставанием от графика: изначально предполагалось, что это произойдет в конце 2017 г. Первый раунд летных испытаний был отложен на несколько месяцев, после того как компания GE в феврале 2018 г. объявила об обнаружении проблем в рычаге привода поворота лопаток.

Этап основного тестирования был завершен 7 мая. Он прежде всего подтвердил параметры для прохождения сертификации со стороны Федеральной авиационной администрации (FAA) США. “Тестирование проходило при высоком угле атаки (AOA) с целью удостовериться, что двигатель продолжает функционировать в штатном режиме при неблагоприятных условиях”, — отметил старший летчик-испытатель GE Aviation Джон Охмен.

Турбовентиляторный двигатель GE9X с расчетной тягой 45,4 т имеет вентилятор с самым большим в мире диаметром — 3,4 м, установленный в композиционном корпусе и оснащенный 16 лопатками из углепластика четвертого поколения. Среди других уникальных характеристик ТРДД — 11-ступенчатый компрессор высокого давления со степенью сжатия 27:1, камера сгорания TAPS III (с двойным кольцевым завихрителем предварительного смешивания) третьего поколения, применение композиционных материалов на основе керамических матриц в камере сгорания и турбине.

Первый полет ВС базовой ремоторизованной версии Boeing 777-9 запланирован на это лето. Поставки ВС планируется начать с 2020 г. Эта силовая установка также предназначена для менее вместительного Boeing 777-8, который введут в эксплуатацию в 2022 г.

www.ato.ru

Какой ракетный двигатель самый лучший? / Habr

Ракетные двигатели — одна из вершин технического прогресса. Работающие на пределе материалы, сотни атмосфер, тысячи градусов и сотни тонн тяги — это не может не восхищать. Но разных двигателей много, какие же из них самые лучшие? Чьи инженеры поднимутся на пьедестал почета? Пришло, наконец, время со всей прямотой ответить на этот вопрос.

К сожалению, по внешнему виду двигателя нельзя сказать, насколько он замечательный. Приходится закапываться в скучные цифры характеристик каждого двигателя. Но их много, какую выбрать?

Мощнее

Ну, наверное, чем мощнее двигатель, тем он лучше? Больше ракета, больше грузоподъемность, быстрее начинает двигаться освоение космоса, разве не так? Но если мы посмотрим на лидера в этой области, нас ждет некоторое разочарование. Самая большая тяга из всех двигателей, 1400 тонн, у бокового ускорителя Спейс Шаттла.

Несмотря на всю мощь, твердотопливные ускорители сложно назвать символом технического прогресса, потому что конструктивно они являются всего лишь стальным (или композитным, но это неважно) цилиндром с топливом. Во-вторых, эти ускорители вымерли вместе с шаттлами в 2011 году, что подрывает впечатление их успешности. Да, те, кто следят за новостями о новой американской сверхтяжелой ракете SLS скажут мне, что для нее разрабатываются новые твердотопливные ускорители, тяга которых составит уже 1600 тонн, но, во-первых, полетит эта ракета еще не скоро, не раньше конца 2018 года. А во-вторых, концепция «возьмем больше сегментов с топливом, чтобы тяга была еще больше» является экстенсивным путем развития, при желании, можно поставить еще больше сегментов и получить еще большую тягу, предел тут пока не достигнут, и незаметно, чтобы этот путь вел к техническому совершенству.

Второе место по тяге держит отечественный жидкостной двигатель РД-171М — 793 тонны.

Четыре камеры сгорания — это один двигатель. И человек для масштаба

Казалось бы — вот он, наш герой. Но, если это лучший двигатель, где его успех? Ладно, ракета «Энергия» погибла под обломками развалившегося Советского Союза, а «Зенит» прикончила политика отношений России и Украины. Но почему США покупают у нас не этот замечательный двигатель, а вдвое меньший РД-180? Почему РД-180, начинавшийся как «половинка» РД-170, сейчас выдает больше, чем половину тяги РД-170 — целых 416 тонн? Странно. Непонятно.

Третье и четвертое места по тяге занимают двигатели с ракет, которые больше не летают. Твердотопливному UA1207 (714 тонн), стоявшему на Титане IV, и звезде лунной программы двигателю F-1 (679 тонн) почему-то не помогли дожить до сегодняшнего дня выдающиеся показатели по мощности. Может быть, какой-нибудь другой параметр важнее?

Эффективнее

Какой показатель определяет эффективность двигателя? Если ракетный двигатель сжигает топливо, чтобы разгонять ракету, то, чем эффективнее он это делает, тем меньше топлива нам нужно потратить для того, чтобы долететь до орбиты/Луны/Марса/Альфы Центавра. В баллистике для оценки такой эффективности есть специальный параметр — удельный импульс.

Удельный импульс показывает, сколько секунд двигатель может развивать тягу в 1 Ньютон на одном килограмме топлива

Рекордсмены по тяге оказываются, в лучшем случае, в середине списка, если отсортировать его по удельному импульсу, а F-1 с твердотопливными ускорителями оказываются глубоко в хвосте. Казалось бы, вот она, важнейшая характеристика. Но посмотрим на лидеров списка. С показателем 9620 секунд на первом месте располагается малоизвестный электрореактивный двигатель HiPEP

Это не пожар в микроволновке, а настоящий ракетный двигатель. Правда, микроволновка ему все-таки приходится очень отдаленным родственником…

Двигатель HiPEP разрабатывался для закрытого проекта зонда для исследования лун Юпитера, и работы по нему были остановлены в 2005 году. На испытаниях прототип двигателя, как говорит официальный отчет NASA, развил удельный импульс 9620 секунд, потребляя 40 кВт энергии.

Второе и третье места занимают еще не летавшие электрореактивные двигатели VASIMR (5000 секунд) и NEXT (4100 секунд), показавшие свои характеристики на испытательных стендах. А летавшие в космос двигатели (например, серия отечественных двигателей СПД от ОКБ «Факел») имеют показатели до 3000 секунд.

Двигатели серии СПД. Кто сказал «классные колонки с подсветкой»?

Почему же эти двигатели еще не вытеснили все остальные? Ответ прост, если мы посмотрим на другие их параметры. Тяга электрореактивных двигателей измеряется, увы, в граммах, а в атмосфере они вообще не могут работать. Поэтому собрать на таких двигателях сверхэффективную ракету-носитель не получится. А в космосе они требуют киловатты энергии, что не всякие спутники могут себе позволить. Поэтому электрореактивные двигатели используются, в основном, только на межпланетных станциях и геостационарных коммуникационных спутниках.

Ну, хорошо, скажет читатель, отбросим электрореактивные двигатели. Кто будет рекордсменом по удельному импульсу среди химических двигателей?

С показателем 462 секунды в лидерах среди химических двигателей окажутся отечественный КВД1 и американский RL-10. И если КВД1 летал всего шесть раз в составе индийской ракеты GSLV, то RL-10 — успешный и уважаемый двигатель для верхних ступеней и разгонных блоков, прекрасно работающий уже много лет. В теории, можно собрать ракету-носитель целиком из таких двигателей, но тяга одного двигателя в 11 тонн означает, что на первую и вторую ступень их придется ставить десятками, и желающих так делать нет.

Можно ли совместить большую тягу и высокий удельный импульс? Химические двигатели уперлись в законы нашего мира (ну не горит водород с кислородом с удельным импульсом больше ~460, физика запрещает). Были проекты атомных двигателей (раз, два), но дальше проектов это пока не ушло. Но, в целом, если человечество сможет скрестить высокую тягу с высоким удельным импульсом, это сделает космос доступней. Есть ли еще показатели, по которым можно оценить двигатель?

Напряженней

Ракетный двигатель выбрасывает массу (продукты сгорания или рабочее тело), создавая тягу. Чем больше давление давление в камере сгорания, тем больше тяга и, главным образом в атмосфере, удельный импульс. Двигатель с более высоким давлением в камере сгорания будет эффективнее двигателя с низким давлением на том же топливе. И если мы отсортируем список двигателей по давлению в камере сгорания, то пьедестал будет оккупирован Россией/СССР — в нашей конструкторской школе всячески старались делать эффективные двигатели с высокими параметрами. Первые три места занимает семейство кислородно-керосиновых двигателей на базе РД-170: РД-191 (259 атм), РД-180 (258 атм), РД-171М (246 атм).

Камера сгорания РД-180 в музее. Обратите внимание на количество шпилек, удерживающих крышку камеры сгорания, и расстояние между ними. Хорошо видно, как тяжело удержать стремящиеся сорвать крышку 258 атмосфер давления

Четвертое место у советского РД-0120 (216 атм), который держит первенство среди водородно-кислородных двигателей и летал два раза на РН «Энергия». Пятое место тоже у нашего двигателя — РД-264 на топливной паре несимметричный диметилгидразин/азотный тетраоксид на РН «Днепр» работает с давлением в 207 атм. И только на шестом месте будет американский двигатель Спейс Шаттла RS-25 с двумястами тремя атмосферами.

Надежней

Каким бы ни был многообещающим по характеристикам двигатель, если он взрывается через раз, пользы от него немного. Сравнительно недавно, например, компания Orbital была вынуждена отказаться от использования хранившихся десятилетиями двигателей НК-33 с очень высокими характеристиками, потому что авария на испытательном стенде и феерический по красоте ночной взрыв двигателя на РН Antares поставили под сомнение целесообразность использования этих двигателей дальше. Теперь Antares будут пересаживать на российский же РД-181.

Большая фотография по ссылке

Верно и обратное — двигатель, который не отличается выдающимися значениями тяги или удельного импульса, но надежен, будет популярен. Чем длиннее история использования двигателя, тем больше статистика, и тем больше багов в нем успели отловить на уже случившихся авариях. Двигатели РД-107/108, стоящие на «Союзе», ведут свою родословную от тех самых двигателей, которые запускали первый спутник и Гагарина, и, несмотря на модернизации, имеют достаточно невысокие на сегодняшний день параметры. Но высочайшая надежность во многом окупает это.

Доступней

Двигатель, который ты не можешь построить или купить, не имеет для тебя никакой ценности. Этот параметр не выразить в числах, но он не становится от этого менее важным. Частные компании часто не могут купить готовые двигатели задорого, и вынуждены делать свои, пусть и попроще. Несмотря на то, что те не блещут характеристиками, это лучшие двигатели для их разработчиков. Например, давление в камере сгорания двигателя Merlin-1D компании SpaceX составляет всего 95 атмосфер, рубеж, который инженеры СССР перешли в 1960-х, а США — в 1980-х. Но Маск может делать эти двигатели на своих производственных мощностях и получать по себестоимости в нужных количествах, десятками в год, и это круто.

Двигатель Merlin-1D. Выхлоп из газогенератора как на «Атласах» шестьдесят лет назад, зато доступно

TWR

Раз уж зашла речь о спейсэксовских «Мерлинах», нельзя не упомянуть характеристику, которую всячески форсили пиарщики и фанаты SpaceX — тяговооруженность. Тяговооруженность (она же удельная тяга или TWR) — это отношение тяги двигателя к его весу. По этому параметру двигатели Merlin с большим отрывом впереди, у них он выше 150. На сайте SpaceX пишут, что это делает двигатель «самым эффективным из всех когда-либо построенных», и эта информация разносится пиарщиками и фанатами по другим ресурсам. В английской Википедии даже шла тихая война, когда этот параметр запихивался, куда только можно, что привело к тому, что в таблице сравнения двигателей этот столбец вообще убрали. Увы, в таком заявлении гораздо больше пиара, нежели правды. В чистом виде тяговооруженность двигателя можно получить только на стенде, а при старте настоящей ракеты двигатели будут составлять меньше процента от ее массы, и разница в массе двигателей ни на что не повлияет. Несмотря на то, что двигатель с высоким TWR будет более технологичным, чем с низким, это скорее мера технической простоты и ненапряженности двигателя. Например, по параметру тяговооруженности двигатель F-1 (94) превосходит РД-180 (78), но по удельному импульсу и давлению в камере сгорания F-1 будет заметно уступать. И возносить тяговооруженность на пьедестал как самую важную для ракетного двигателя характеристику, по меньшей мере наивно.

Цена

Этот параметр во многом связан с доступностью. Если вы делаете двигатель сами, то себестоимость вполне можно подсчитать. Если же покупаете, то этот параметр будет указан явно. К сожалению, по этому параметру не построить красивую таблицу, потому что себестоимость известна только производителям, а стоимость продажи двигателя тоже публикуется далеко не всегда. Также на цену влияет время, если в 2009 году РД-180 оценивался в $9 млн, то сейчас его оценивают в $11-15 млн.

Вывод

Как вы уже, наверное, догадались, введение было написано несколько провокационно (простите). На самом деле, у ракетных двигателей нет одного параметра, по которому их можно выстроить и четко сказать, какой самый лучший. Если же пытаться вывести формулу лучшего двигателя, то получится примерно следующее:

Самый лучший ракетный двигатель — это такой двигатель, который вы можете произвести/купить, при этом он будет обладать тягой в требуемом вам диапазоне (не слишком большой или маленькой) и будет эффективным настолько(удельный импульс, давление в камере сгорания), что его цена не станет неподъемной для вас.

Скучно? Зато ближе всего к истине.

И, в заключение, небольшой хит-парад двигателей, которые лично я считаю лучшими:

Семейство РД-170/180/190. Если вы из России или можете купить российские двигатели и вам нужны мощные двигатели на первую ступень, то отличным вариантом будет семейство РД-170/180/190. Эффективные, с высокими характеристиками и отличной статистикой надежности, эти двигатели находятся на острие технологического прогресса.

Be-3 и RocketMotorTwo. Двигатели частных компаний, занимающихся суборбитальным туризмом, будут в космосе всего несколько минут, но это не мешает восхищаться красотой использованных технических решений. Водородный двигатель BE-3, перезапускаемый и дросселируемый в широком диапазоне, с тягой до 50 тонн и оригинальной схемой с открытым фазовым переходом, разработанный сравнительно небольшой командой — это круто. Что же касается RocketMotorTwo, то при всем скептицизме по отношению к Брэнсону и SpaceShipTwo, я не могу не восхищаться красотой и простотой схемы гибридного двигателя с твердым топливом и газообразным окислителем.

F-1 и J-2 В 1960-х это были самые мощные двигатели в своих классах. Да и нельзя не любить двигатели, подарившие нам такую красоту:

РД-107/108. Парадоксально? Невысокие параметры? Всего 90 тонн тяги? 60 атмосфер в камере? Привод турбонасоса от перекиси водорода, что устарело лет на 70? Это все неважно, если двигатель имеет высочайшую надежность, а по стоимости приближается к «большому глупому носителю». Да, конечно, когда-нибудь и его время пройдет, но эти двигатели будут жить еще лет десять минимум, и, похоже, поставят рекорд по долголетию. Не получится найти более успешный двигатель с более славной историей.

Использованные источники

Материал во многом базируется на вот этой сводной таблице из английской вики, там стараются на каждую цифру дать ссылку и держать материал актуальным.
Полная картинка КДПВ с копирайтами, которые пришлось отрезать при кадрировании — тут.

Похожие материалы по тегу «незаметные сложности».

habr.com

Самый мощный авиационный двигатель в мире – -: GE90-115B — » DailyTechInfo