Знакомьтесь, это GE9X — самый большой реактивный двигатель в мире

Технологии
Самолеты
Двигатели
GE9X

Знакомьтесь, это GE9X — самый большой реактивный двигатель в мире

Егор Морозов

—
18 октября 2020, 15:56

В конце прошлого месяца Федеральное управление гражданской авиации США утвердило крупнейший в мире коммерческий реактивный двигатель. Называется он GE9X, и в первую очередь будет использоваться в новом широкофюзеляжном самолете Boeing 777x, по одной штуке под каждым крылом. Этот самолет впервые совершил полет еще в январе этого года и может похвастаться складывающимися законцовками крыльев — в разложенном виде они делают крылья длиннее, тем самым повышая подъемную силу и делая полеты более экономичными, а в сложенном позволяют самолету занимать меньше места на стоянке или в ангаре.

Жадные до топлива четырехдвигательные реактивные самолеты, такие как Boeing 747 и Airbus A380, в наши дни уже явно устарели, и от них массово отказываются крупные авиакомпании. А вот самолеты с двумя мощными двигательными установками олицетворяют как настоящее, так и будущее авиаперевозок. Чтобы поднять в воздух огромный Boeing 777x, нужны два очень мощных двигателя, тяги которых буквально хватит для ракет. Вот описание GE9X в цифрах.

47.5 тонн тяги — хватит для выхода на орбиту

Каждый двигатель может производить по 47.5 тонн тяги, что в сумме составляет 95 тонн для Boeing 777x. Более того, на испытаниях движок смог выдать 60 тонн тяги — это рекорд для реактивных двигателей. Они настольно мощные, что Пэт Доннеллан, инженер по программе двигателей GE9X, говорит, что пилотам, вероятно, не нужно будет доводить тягу двигателей до максимума, чтобы оторвать самолет от земли. Фактически, выведение движка на максимальную мощность для взлета известно как «взлет на полной тяге», объясняет он, но нет причин делать это, если в этом нет необходимости. «Вам просто нужно взлететь, а не насиловать двигатели», — добавляет он.

Доннеллан сравнивает это с вождением: при обычной езде вы не кладете педаль газа в пол, если в этом нет необходимости. Он говорит, что для типичных взлетов, когда соблюдается правильная развесовка самолета (так называемые «взлеты с пониженными номинальными характеристиками»), движкам Boeing 777x и близко не придется выходить на максимальную тягу.

Испытательный стенд с GE9X.

Для сравнения, тяга первой ступени ракета-носителя «Союз-2» на уровне моря составляет «всего лишь» 85.6 тонн. Тяга каждого движка последней модификации известного четырехмоторного Boeing 747-8 составляет около 30 тонн, то есть нужно три таких движка, чтобы потягаться с двумя GE9X.

Вентилятор диаметром 3.5 метра

Именно такие размеры имеет нагнетающий воздух вентилятор в передней части двигателя, если считать расстояние между краями диаметрально противоположенных лопастей. Если вы встанете на краю гондолы, то даже вытянув вверх руку вы не сможете коснуться кончиками пальцев ее верхнего края.

Этот «крутилятор» — звезда шоу, когда дело доходит до создания тяги. «Поскольку 777x оказался достаточно большим, нам нужен был двигатель, который обеспечивал бы уровень тяги, который требовал авиаконструктор», — говорит Доннеллан, имея в виду компанию Boeing, «и при этом был очень эффективным. Чтобы добиться этого с турбовентиляторным двигателем нам пришлось сделать вентилятор большого размера».

16 полутораметровых лопастей



Именно такое количество специально изогнутых лопастей из углеродного волокна используется в вентиляторе движка GE9X. У его предшественников, GE90 и GENX, было 22 и 18 лопастей соответственно. Однако меньше в данном случае не значит хуже: новые лопасти могут производить больше подъемной силы благодаря изменениям в дизайне. «У них более широкая хорда — от передней до задней кромки», — говорит Доннеллан. «Лопасти более скручены в нужных областях, чтобы генерировать дополнительную подъемную силу, когда она вам нужна», — добавляет он. Он также отмечает, что лопасти нового вентилятора похожи на крылья, вращающиеся в двигателях.

Печка на 2400 градусов

Схема GE9X.

Разумеется, при работе внутренности реактивного движка сильно нагреваются. Внутренние компоненты турбовентиляторного двигателя сложны, но нам достаточно знать, что в него входит турбина низкого давления, турбина высокого давления, камера сгорания и компрессор. Воздух в компрессоре, как понятно из названия, сжимается. «То, что мы пытаемся сделать — это сжать нагнетаемый воздух до минимально возможного объема, который мы только можем создать», — говорит Доннеллан. «В дальнейшем мы помещаем этот максимально сжатый воздух в камеру сгорания».

На этом моменте в нашем уравнение появляется еще один компонент — топливо. «Мы поджигаем топливо в камере сгорания, в результате чего сжатый воздух очень быстро и сильно расширяется и проходит через турбину высокого давления, заставляя ее вращаться». В результате вырабатывается энергия, часть которой затем тратится на питание турбины низкого давления, которая приводит в действие вентилятор спереди.

Самая горячая часть двигателя — турбина высокого давления. «Она находится прямо за камерой сгорания», — говорит Доннеллан. Температуры там такие же, как у лавы в жерле вулкана, и достигают 2400 градусов. Чтобы движок не разрушился от такого нагрева, для создания турбины используются керамические матричные композитные материалы. «Они могут выдерживать гораздо более высокие температуры, чем существующие на текущий момент металлические сплавы», — добавляет Доннеллан.

4 метра в диаметре и почти 10 тонн веса

Наглядное сравнение человека и движка GE9X.

Разумеется, в рабочем турбореактивном двигателе вентилятор не крутится снаружи, как пропеллер. Он заключен в специальную рамку. По-научному этот округлый «футляр» называется передним корпусом вентилятора. Одна из целей этого корпуса состоит в том, чтобы он «окутывал» кончики лопастей вентилятора, дабы те могли засасывать воздух только спереди для обеспечивания максимальной эффективности.

Кроме того, в случае повреждения двигателя в целях безопасности нужно, чтобы обломки оставались внутри него, а не выбрасывались наружу, что потенциально может привести к повреждению крыла или фюзеляжа. По оценкам Доннеллана, корпус вентилятора увеличивает размер двигателя примерно на 15-20 сантиметров, а если учесть дополнительный внешний обтекаемый каркас, называемый гондолой, то, как сообщается, весь двигатель приобретает размер более 4 метров в поперечнике. Это примерно длина достаточно просторной четырехместной Toyota Corolla.

Ну и под конец — вес этого гиганта составляет без малого 10 тонн, так что увезти его сможет не каждый КамАЗ. Хотя такая цифра не кажется чрезмерной, если учесть мощность движка и то, что он создан из тяжелых стойких высокотемпературных сплавов с относительно небольшим количеством пластика и композитных материалов.

iGuides в Яндекс.Дзен —  zen.yandex.ru/iguides.ru

iGuides в Telegram — t.me/igmedia

Источник:

The world’s biggest jet engine, explained

Купить рекламу

Рекомендации

• Геймеры в РФ перестали покупать консоли — нашелся вариант дешевле и удобнее

• Всё из-за ChatGPT»>

  Поисковик Google изменится навсегда. Всё из-за ChatGPT

• ⚡️ Вышла iOS 16.3 — нововведений очень много

• В России введены дополнительные ограничения на карты Visa и Mastercard

Рекомендации

Геймеры в РФ перестали покупать консоли — нашелся вариант дешевле и удобнее

Поисковик Google изменится навсегда. Всё из-за ChatGPT

⚡️ Вышла iOS 16.3 — нововведений очень много

В России введены дополнительные ограничения на карты Visa и Mastercard

Купить рекламу

Читайте также

AliExpress

Создан способ ввода текста, который поможет похудеть к лету

Пк
Программы

Нейросеть 24 часа управляла спутником без помощи человека. Результаты напугали ученых

Нейросети
космос

Самый большой в мире авиадвигатель сертифицирован

Самый большой в мире авиадвигатель сертифицирован | Авиатранспортное обозрение

Деловой авиационный портал

Новости

29 сентября 2020 ATO. ru

Теги:

Новости, Промышленность, Двигатели, Разработки, Boeing, General Electric Aviation

Двигатель GE9X производства GE Aviation, самый большой авиационный двигатель в истории, получил сертификат Федеральной авиационной администрации США (FAA). Это важный этап программы Boeing 777-9, первой из семейства 777X, ввод в эксплуатацию которой запланирован на 2022 г.

Несмотря на то что в 2019 г. программа сертификационных испытаний столкнулась с задержками в связи с вопросами к надежности статора компрессора высокого давления, GE удалось внести изменения в конструкцию и уложиться в график с учетом начала летных испытаний 777-9, которое запланировано на январь. На настоящий момент собрано и поставлено Boeing восемь двигателей GE9X и два запасных для установки на четвертый, последний летный образец, который уже приступил к испытаниям 20 сентября.

Вы прочитали 41% текста.

Это закрытый материал портала ATO. RU.
Полный текст материала доступен только по платной подписке.

Месяц

699 ₽
23 ₽ в день

Полгода

2999 ₽
17 ₽ в день

Год

4999 ₽
14 ₽ в день

Подписка на материалы ATO.ru
предоставляет доступ ко всем закрытым материалам сайта — новостям, аналитике,
инфографике — уникальному контенту, каждый день создаваемому редакцией ATO.ru.
Кроме этого, Вы получаете доступ к материалам «Ежегодника АТО» и ко всему архиву
журнала «Авиатранспортное обозрение», выходившему с 1999 по 2019 год.

Вопросы, связанные с платным доступом, направляйте на адрес [email protected]

Для пенсионеров у нас 50% скидка на все виды доступа. Зарегистрируйтесь на сайте под своим реальным ФИО
(например, Иван Иванович Ивванов), указав, что Вы пенсионер, и отправьте с емэйла, который указали при регистрации
скан/фотографию подтверждающего документа по адресу [email protected].

Услуга «Автоплатеж». За двое суток до окончания вашей подписки, с вашей банковской карты автоматически спишется оплата подписки на следующий период, но мы предупредим вас об этом заранее отдельным письмом. Отказаться от этой услуги можно в любое время в личном кабинете на вкладке Подписка. Подробные условия автоматической пролонгации подписки.

Приобретение бумажных и pdf-версий изданий
ИД «А.Б.Е.Медиа», включая Ежегодник АТО и архивные номера журнала «Аввиатранспортное обозрение»:

Я подписчик / Я активировал промокод.
Если у вас есть неактивированный промокод, авторизуйтесь/зарегистрируйтесь на сайте и введите его в своем Личном кабинете на вкладке Подписка

Ссылки по теме

29 сентября 2020 ATO. ru

Понравился материал?

Google предполагает, что вам это будет интересно

2023-04-15 14:10

Пассажиропоток аэропорта Шереметьево на четверть больше прошлогоднего, но на треть меньше докризисного
:: Контекст >>

2023-04-15 13:02

Пассажиропоток аэропорта Домодедово на зарубежных направлениях заметно подрос в осенне-зимний период
:: Контекст >>

2023-04-14 17:51

Крупнейшая авиакомпании Африки увеличит частоту полетов в Россию
:: Контекст >>

2023-04-14 15:47

Китайская грузовая авиакомпания пришла в Шереметьево с регулярными рейсами
:: Контекст >>

2023-04-14 11:27

Система обслуживания пассажиров Leonardo PSS получила нового пользователя
:: Контекст >>

Популярные материалы

Предназначавшиеся «Сибири» самолеты Boeing 737MAX заберет Qatar Airways

В авиакомпании «Аэрофлот» остался только один самолет «Суперджет»

СВО не позволяет Европе полностью восстановить интенсивность воздушного движения

Для использования высоких эшелонов воздушного пространства в Европе подготовят нормативно-правовую базу

Первый новый Airbus A321neoLR введен в эксплуатацию молдавско-румынским лоукостером

Видеосюжеты на ATO.

ru

COVID-19

Авиационная статистика

Авиационные альянсы

Итоги года

Легкий двухмоторный самолет Рысачок

Организация воздушного движения в московском узловом диспетчерском районе (УДР)

Программа Sukhoi Superjet 100 (Сухой Суперджет 100)

Программа Ил-96

Программа МС-21

Программа Ту-204СМ

2023 ©
Авиатранспортное обозрение
Мобильная версия сайта — mobix1.ru

Некоммерческое использование материалов сайта ATO.ru (в том числе цитирование и сокращенное изложение) разрешается при условии
размещения прямой ссылки на цитируемый материал или на главную страницу www.ato.ru. Любое коммерческое использование, а также
перепечатка материалов возможны только с письменного разрешения редакции.

GE9X ТРДД с большим байпасом | GE Aerospace

Двигатель

Рожденный силой и эффективностью

GE9X — самый большой и самый мощный из когда-либо созданных двигателей для коммерческих самолетов. Разработанный специально для нового семейства двухмоторных самолетов Boeing 777X, GE9X является самым экономичным двигателем в своем классе, обеспечивая непревзойденную надежность и производительность.

Мировой рекордсмен по максимальной тяге, 134 300 фунтов.

Самые передовые технологии и материалы

Инновации у нас в ДНК. Как и в каждом двигателе, который мы когда-либо создавали, новые технологии и материалы, включенные в конструкцию, являются ключом к обеспечению надежности, эффективности и производительности мирового уровня, которыми славятся двигатели GE

Такое сочетание эволюционного и революционного дизайна позволяет GE9X быть самый экономичный реактивный двигатель, который GE когда-либо производила в пересчете на фунт тяги. GE9X на самолетах семейства 777X:

Обеспечивает снижение удельного расхода топлива до 10 % по сравнению с двигателем GE90-115B приблизительный коэффициент байпаса 10:1 плюс коэффициент общего давления 60:1 и запас по уровню шума Stage 5

Меньшее количество лопастей вентилятора обеспечивает большую эффективность

Уменьшенная толщина лопастей вентилятора улучшает аэродинамическую эффективность, а меньший коэффициент радиуса вентилятора увеличивает воздушный поток и минимизирует сопротивление. В сочетании с меньшим количеством лопастей вентилятора, чем его коммерческие аналоги, GE9X оснащен самым эффективным вентилятором для повышения производительности и снижения расхода топлива.

• CF6 – 38 лезвий
• GE90 – 22 лезвия
• GEnx – 18 лезвий
• GE9X – 16 лезвий

Композиты с керамической матрицей (CMC) обеспечивают большую долговечность

GE9X включает в себя более 65 компонентов CMC, что на сегодняшний день больше, чем у любого коммерческого авиационного двигателя. Эти компоненты CMC весят треть обычных деталей, но в два раза прочнее для большей долговечности.

• 1/3 веса
• Удвоенная прочность
• Требуется меньше охлаждающего воздуха на 59 %

Аддитивное производство позволяет сократить количество деталей для снижения веса

Используя аддитивное производство, GE9X объединила более 300 деталей двигателя всего в семь компонентов, напечатанных на 3D-принтере, что привело к уменьшению веса. Аддитивное производство также предоставляет инженерам GE больше творческой свободы, коренным образом меняя подход к проектированию, позволяя проектировать более сложные компоненты.

• От 300 деталей до 7 деталей

Разработано с заботой об окружающей среде

GE9X обладает такой же надежностью мирового класса, как и GE90-115B, а уровень шума и выбросы NOx значительно ниже ожидаемых нормативных стандартов. Основные экологические характеристики включают:

Снижение выбросов на 50 %

Все значения выбросов равны или превышают текущие нормативные требования и, как ожидается, останутся значительно ниже требований в течение многих лет.

Самый низкий уровень выбросов NOx

Двигатель GE9X производит половину выбросов NOx по сравнению с любым двигателем в своем классе на уровне, который составляет менее половины текущих требований.

Для GE9X была разработана самая масштабная программа усовершенствования технологий в истории GE Aerospace, направленная на обеспечение надежности и производительности мирового уровня при вводе в эксплуатацию. Перед установкой компоненты проходят тщательное тестирование на специализированных объектах по всему миру.

» Лучшие мировые специалисты в области реактивных двигателей создают революционный продукт, такой как GE9.Х двигатель. Нет замены, которая могла бы обеспечить сочетание размера, мощности и топливной экономичности GE9X. Этот двигатель обеспечит нашим авиаклиентам непревзойденную ценность и надежность.»

Джон Слэттери, исполнительный вице-президент и коммерческий директор GE Aerospace

Сертификат

FAA получен 25 сентября 2020 г.

Все дело в цифрах

Лопасти вентилятора

Диаметр вентилятора (дюймы)

Рейтинг тяги (LB)

Аддитивные детали

Вентилятор/усилитель/компрессор.

Вес (фунт)

~ 22 000

Керамические матричные композиты детали

Общая детали

31 000+

Скорость вентилятора N1 (оборотная оборота)

Скорость сердечника N2 (об / мина0005

Полная степень сжатия, максимальная мощность

Степень сжатия компрессора

GE9X — двигатель, который будет питать Boeing 777X

Менее месяца назад компания GE Aviation получила сертификат FAA (Федеральное управление гражданской авиации) на двигатель GE9X. Самый экономичный реактивный двигатель, который когда-либо производила компания, будет использоваться в новом семействе широкофюзеляжных самолетов Boeing 777X. Давайте подробнее рассмотрим это высокотехнологичное творение и то, на что оно способно.

Спецификации GE9X

Вот что мы знаем о спецификациях GE9X:

• Тяга: 110 000 фунтов силы (490 кН)
• Диаметр переднего вентилятора: 134 дюйма (3,4 метра)
• Лопасти вентилятора: 134 дюйма (3,4 м)
• Лопасти вентилятора: 1
• Коэффициент общего давления: 60:1
• Коэффициент байпаса: 10:1
• Коэффициент сжатия компрессора высокого давления: 27:1 самый мощный реактивный двигатель коммерческого самолета (испытания)». В процессе рекордной сертификации двигатель достиг тяги в 134 300 фунтов, превзойдя рекорд, установленный двигателем GE 9.Двигатель 0-11B весом 127 900 фунтов, установленный в 2002 году.

  «Двигатель GE9X включает в себя самые передовые технологии, разработанные GE Aviation за последнее десятилетие, и является кульминацией обновления нашего портфеля коммерческих двигателей… Хотя мы не собирались побить титул рекордсмена Гиннесса по тяге, мы гордимся производительностью двигателя, что является свидетельством наших талантливых сотрудников и партнеров, которые разрабатывают и производят выдающиеся продукты для наших клиентов». — Дэвид Джойс, президент и главный исполнительный директор GE Aviation.

  Улучшения по сравнению с GE90

  Благодаря почти 20-летнему технологическому совершенствованию своего предшественника, GE90, GE9X имеет впечатляющий список улучшений по сравнению со старым двигателем, а также с другими конкурентами. К ним относятся:

  • Повышение расхода авиационного топлива на 10 % по сравнению с GE90-115B
  • Повышение удельного расхода топлива на 5 % по сравнению с любым доступным двухфюзеляжным двигателем
  • 0038
  • И самые низкие выбросы NOx (оксид азота) от двигателя GE (NOx является парниковым газом)

  GE9X — самые большие авиационные двигатели в мире. Фото: GE Aviation

  Теперь сертифицирован FAA

  Испытательные двигатели GE9X наработали чуть менее 5000 часов и 8000 циклов для сертификации FAA, которая была предоставлена ​​в конце сентября. GE Aviation продолжает дальнейшие испытания и сертификацию, проводя 3000 циклов дополнительных наземных испытаний, чтобы подтвердить одобрение расширенных операций (ETOPS).

  Поскольку его предшественник, GE90, в конечном итоге получил сертификат ETOPS на 330 минут, мы можем ожидать, что GE9X будет соответствовать или превзойти этот уровень надежности. Кроме того, с учетом того, что Airbus A350-1000 и его Rolls-Royce Trent XWB-97 достигают 420-минутной ETOPS, вполне возможно, что мы увидим стремление GE Aviation достичь аналогичного уровня надежности.

  Возникла проблема с двигателями GE9X модели 777X. Фото: Дэн Невилл через Wikimedia Commons

  Более 600 двигателей заказаны авиакомпаниями

  Компания GE получила заказы и обязательства по более чем 600 двигателям GE9X. К ним относятся следующие номера двигателей (в отличие от самолетов):

  • 300 от базирующейся в Дубае компании Emirates
  • 200 от Qatar Airways
  • 68 от немецкого авиаперевозчика Lufthansa
  • 45 от Singapore Airlines (10 комплектов для самолетов, по пять запчасти)
  • 40 от японского перевозчика ANA (All Nippon Airways)
  • 36 от British Airways

  Хотя цифры и соответствующие им пресс-релизы выглядят впечатляюще, следует отметить, что GE9X — единственный двигатель, выбранный для нового семейства самолетов 777X. Таким образом, авиакомпании могли заказать новый широкофюзеляжный Boeing по нескольким причинам, связанным с размером и ценой самолета, но у них не осталось выбора в отношении силовых установок.