当今时代交通方式异常发达,不会有人对飞机感到陌生,但它依旧神秘。这不仅是飞机在外形上庞大,而且它的设计包含诸多先进的技术。今天就先为大家介绍飞机上最关键的部件,飞机的心脏-航空发动机。
如果被问到,世界上最大的航空发动机是什么型号?相信很多人会脱口而出是安装在波音777上的GE90发动机。不过到了今天,我们也许需要再次刷新自己的认识,因为世界最大航空发动机的型号已经不再是GE90-115B航空发动机,如今世界最大航空发动机的桂冠已经由GE公司的下一代航空发动机——GE9X取代。
据11月28日媒体报道,GE为波音777X打造的GE9X发动机已经被吊装在GE747平台,准备进行接下来的飞行测试。这标志着GE9X发动机距离走向商业市场更近了一步。今天我们就根据网络资料,来初步了解一下这台世界上最大的航空发动机。
GE9X在通用电气公司俄亥俄州皮布尔斯测试工厂
GE9X到底有多大呢?根据GE官方网站的介绍,它可以大到让NBA球星大鲨鱼奥尼尔站在里面,肩膀上再坐一位,嗯,科比·布莱恩特。
奥尼尔
科比·布莱恩特
成年人与飞机发动机大小对比
GE90-115B的风扇直径是128英尺,325cm。GE9X是为波音下一代远程宽体客机波音777X而专门研制的高涵道比涡轮风扇发动机,相对于之前世界最大的航空发动机GE90将降低10%的燃油消耗。
根据微博自媒体FATIII的报道,GE9X在最大推力时的增压比由GE90-115B的42:1提升到60:1。这一增压比也成为了目前航空发动机压气机增加比的世界纪录。涵道比由GE90-115B的9进一步增加到10,提升了发动机的整体效率。GE9X的最大推力为10.5万磅,470kN,相对于其前任GE90-115B的11.554万磅,514kN则有所下降。这样做的目的,更多是出于经济性的考虑,就像买车,够用、经济、舒适就好。
通过下面的表格,我们可以更好了解GE9X的整体结构。
GE9X是由16个碳纤维的涡轮扇叶和19个3D打印的燃油喷嘴组成,用于向燃烧室内喷射燃料的3D打印喷嘴则均是一次成型的,而非原来那样要由20个单独部件焊接而成,再加上设计做了优化,所以重量减轻了25%,燃油效率也明显提高了不少,还一跃成为了为通用有史以来噪音最小的发动机。
GE9X结构图
一. 前所未有的风扇叶片
除了上面介绍的世界最大长度的风扇叶片,GE9X的风扇叶片数量也是目前所有涡轮风扇发动机中最少的,只有16片风扇叶片。与之相比,GE90的风扇叶片数量为22片,GEnx的风扇叶片数量为18片。这极大的减轻了风扇结构的重量,同时使得风扇可以转得更快,来匹配低压涡轮的速度。
二. 更轻更坚韧的叶片材质
叶片不同部分的颜色也大有玄机。超大的风扇叶片前缘是高强度钢材料,叶片的后缘是玻璃纤维材质,叶片主体黑色的部分则是第四代碳纤维复合材料。这样复杂的叶片结构,使得GE9X可以更好地承受鸟击损害,也使得叶片更轻、更瘦、更坚韧、也更高效。
GE90风扇叶片入选纽约现代艺术博物馆
三. 超高增压比的高压压气机
通过11级经过全三维设计的高压压气机叶片,GE9X的高压压气机增压比由19:1提升到27:1,从而将发动机的整体增压比由42:1提升到60:1的高度,这一航空史上最大的增压比,可以为GE9X提供更多的做功能力。
GE9X高压压气机
四. 第三代双环预旋贫油燃烧室
这种燃烧形式不仅可以使得结构承受更高的燃烧温度,从而提供更多的能量,而且可以针对CAEP/8燃油排放标准降低30%的氮氧化物排放,使得GE9X在高推力表现的同时,对环境更加友好。
第三代双环预旋贫油燃烧室
五. 陶瓷基复合材料高压涡轮叶片与钛铝合金低压涡轮叶片
陶瓷基高压涡轮叶片是金属叶片强度的两倍,重量却只有金属叶片的三分之一,同时也有着更好的热传导效率。钛铝合金的低压涡轮叶片相对于传统的镍基叶片,更轻、更强,包容性也更好,提升了发动机的整体表现。
通过这些先进的设计和制造技术,诞生了世界上最大也最强大的航空发动机GE9X。通过这一发动机的先进技术,我们可以窥见世界先进发动机制造商GE的技术实力和我们的差距。最后,我们再奉上一段波音777X的宣传片,感受一下这架即将由世界最大航空发动机提供动力的飞机,将如何改变我们的生活。
文章数据来源于:航空制造网
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