03.07 世界上最大的航空發動機是哪一款?

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目前世界上推理最大的航空發動機隸屬於通用電氣的ge9x,它是波音下一代遠程寬體客機波音777X而專門研製的高涵道比渦輪風扇發動機,相比於之前的最大發動機Ge90,燃油消耗率降低了百分之10,它的最大推力時壓力值由42:1增加到60:1,已經達到了世界紀錄,涵道比也也達到了10,推力高達10.5萬鎊,470KN。



它身上也採用了很多最為先進的技術,比如前所未有的風扇葉片,全部是由高強度鋼材料,玻璃纖維和第四代碳纖維複合材料製造而成,使得葉片更輕,更瘦,更堅韌,進氣效率也更高。


超高增壓比的高壓壓氣機,GE9X的高壓壓氣機的增壓比由19:1提高到27:1,可以為發動機提供更多的做功能力。

第三代雙環預旋貧油燃燒室,這種燃燒室不僅可以承受更高的溫度,從而提供更多的能量,而且可以降低百分之30左右的碳氧化合物的排放,減少對環境的汙染。


還有就是陶瓷基高壓渦輪葉片的作用,它的強度只有金屬的兩倍,而重量卻只有它的三分之一,有著很好的導熱性,相對於傳統的葉片,它更輕,很強,使得發動機整體表現更好。



通過這些,是的GE9X成為了世界上最強大的發動機。通過這些技術,我們可以看到世界最先進的發動機和我們之間的差距。

以上都是作者本身觀點,如果有什麼意見和錯誤請指出來,我們一起探討。


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通用電氣GE9X渦扇發動機。該型發動機用於波音777家族最新機種波音777X,該機將成為全球最大的雙發客機。通用電氣在2012年發佈了GE9X發動機,該發動機大小與前一代的GE90-115B相同,但推力略微下降;2014年,GE9X風扇直徑增加至134英寸(340釐米),推力也增加至105000磅力(470千牛)。雖然在推力上不及GE90-115B的115300磅力(514千牛),不過GE9X擁有更大的體型,而且燃油效率也提升了10%,維護成本與GE90-115B相當。

GE9X

GE9X發動機最大推力時的增壓比可達60:1,涵道比10:1,扇葉從GE90的22個降低為16個,扇葉材質為鋼製前緣和玻璃纖維後緣,這使得發動機更容易吸收鳥類撞擊且整體重量進一步降低,複合風扇外殼也有利於減重,提升整體效率。風扇直徑3.4米,進氣道直徑可達4.5米,比波音737的機身直徑大出76釐米,僅比波音767的機身直徑小20釐米。4.5米是個什麼概念?差不多相當於兩個姚明的高度,正常成年人站到這款發動機面前還不到它的一半。

GE90-115B

GE9X發動機2016年4月完成了首次測試,目前處於飛行測試階段,預計年內完成型號認證,2020年隨波音777X客機進入服役。目前,該型發動機已經獲得了700臺訂單。GE90-115B發動機則是世界上推力最高的民航發動機,該型發動機供波音777-200LR以及波音777-300ER使用,最大推力114300磅力(514千牛)。GE90-115B發動機保持最大發動機稱號10多年,最終被新型的GE9X發動機打破記錄。


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圖注:GE9X發動機

是尺寸最大,還是推力最大?

如果說尺寸最大,那應該是通用電氣公司最新研製的GE9X,該型發動機是給波音-777X客機研製的,前段時間剛剛搭載在GE公司的波音-747發動機試驗機上,進行了首次空中試驗。GE9X有多大呢,它的風扇直徑近3.7米,整個發動機艙直徑高達4.5米,這是個什麼概念呢,波音-737應該很多人坐過,是不是感覺裡面空間還湊活,但是波音-737的機身比GE9X發動機細了將近一米。

圖注:GE9X發動機裝在波音747發動機試驗機上試飛

之所以造這麼大,主要是為了省油,其涵道比達到了驚人的10:1,還使用了壓比達27:1的11級高壓壓氣機,還用了很多新材料和新工藝,比如複合材料風扇,3D打印噴油嘴,陶瓷基複合材料和鈦鋁合金葉輪等,最大推力能達到470千牛。美國的C-5戰略運輸機夠大吧,現在的動力系統是4臺190千牛的TF39-GE-1C發動機,要是換成GE9X,兩臺就足夠了。

但要說到世界上推力最大的發動機,則是GE公司的上一代產品GE90-115B,這個“115B”就是指該發動機的推力為115000磅,將近520千牛,實際上該發動機的最大推力可達547千牛。GE90系列是給波音-777系列配套飛機研製的大涵道比發動機,其中推力最大的GE90-115B用在波音-777-300ER(也就是常說的77W)飛機上。

圖注:目前推力最大的航空發動機GE90-115B

之所以尺寸最大的GE9X發動機還沒有上一代的GE90-115B推力大,主要是對於飛機來說推力已經足夠了,因而在設計時把重心放在了經濟性和環保性方面,採用了諸多措施來降低油耗、控制噪音和尾氣排放。


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望之GE90-115B流口水,推力56噸,更甭說最省油的GE9X,3.25米的風扇直徑,高涵道,比GE90省油10%,推力達到了45.3噸,經濟性與適用性更好更經濟,適用於商業化運營,第3代燃燒室,現在知道,使用了陶瓷基複合材料的燃燒室和渦輪,增壓比能到60:1,3D打印的噴嘴,均是一次成型的,推重比比之此前GE90-115B更高,有稱有史以來噪音最小者。人家厲害,中國何時能擁有這樣一款發動機?現在不能確定。唯知道一樣事,推力13噸的長江-1000A大涵道比發動機剛展開試驗,更莫說這種登峰登極的高涵道比發動機,人家既然先進,我們就得學著,什麼時候擁有不知道,這事挺難的。噴了再噴沒有用,幾見有懂行的知道到底怎回事?人家說,後面跟著講也就是了,多少網站為保青春永駐,有關發動機的貼子十幾年前的貼子還青春永駐呢,根本不知道丟人,說起來洋人都成了笑話,噴 ,接著噴就是了,若問你懂幾個問題,每以中國落後答對。

三極世界。美國通用,簡寫GE,市場佔有率40%,擁有GE90、CF6、CFM56,以及最大的渦軸CT7-8,我國ARJ21所用CF34-10A正來自GE,c919的動力一款LEAP-1C,是GE與法國賽峰名義合作的產物,技術核心還是GE。其次英國主導的羅·羅,簡寫RR,佔22%的份額,牌子有RB-211、Trent(遄達)系列,其Trent900正為空客A380的動力,以及RTM332等。再次普·惠,簡寫PW,主要以軍用為主,佔9%,其PW4090推力40噸,是波音777的動力,我國新舟600的引擎正來自普惠。我國大飛機包括支線客機制造,幾款都使用三家的產品,雖說合作是國際範兒,但一旦被限,就是了不得的大事。現在中美貿易戰如火如荼,讓人就不禁擔心,產品被掐斷,或大幅提高關稅價格,怎麼辦?

中國的努力。毋庸置疑,航發中國一直在努力,“太行”投產,“峨眉”也就是眼巴前的事,大飛機所用渦扇20早就開始了裝機試驗,C919所用長江1000A也已下線投入了實驗,CJ1000的投力13噸,成系列發展,最高可達19噸。國際上大涵道比發動機分為四代,長江1000A的水平大致在三代與四機間,應該優於CFM56的最新改型CFM56-7,但不及賽峰的LEAP。我們著急,總再說落後,其實蠢人也清楚,這是人家幾百年的工業結晶,才有了現在的成就,我們的工業化真正開始才多少年呀,加之耽誤,應該說有了今天的成就,應該感到相當自豪,可是每見有人在那跺腳直嘆,其實根本就不明白世間一個道理,哪來的一蹴而就之事呀?所以我們要為2016年正式成立中國航發集團吶喊助威,加油!

黎明前的黑暗。臨明黑一陣,一葉而障目,想把這片葉子拿掉,非容易。我們知道,航空之事細思極恐,有時完成了多少技術和突破全然沒有用,更在於實驗,需要大量的資金投入,一款好的發動機都是試出來的,經過持久的實驗,方能知道問題出現在哪,這當然需要時間,唯有循序而進,一點點向前突進,正如某專家講的,砸上了銀子向前突就是了。現在我們有專業的隊伍,理順了體制,不缺錢,假以時日總是在進步,本來我們的努力也是有成的。我們知道的,高涵道比發動機最重要的技術難點,正在於材料,據悉,南京理工大的陳光,所研製出的PST鈦鋁單晶材料,其核心性能和持久壽命均要極大地優於美國下一代發動機所用“4822合金”,曹春曉院士直道,中國原創,世界領先。通常,鎳基單晶高溫合金的承溫能力每提高25~30℃就構成一代,陳光的TiAl單晶合金猛然提高了250度呀,它與我們相比,現在就不是一個數量級,一下差了十代呀,正是突飛猛進。


魂舞大漠


目前在研最大(尺碼)的航空發動機是通用電氣的GE9X,推力105000磅(約47.6噸)。其風扇直徑約3.4米,進氣道直徑為4.5米,比波音737的機身直徑還要大76釐米!也僅比波音767的機身直徑小20釐米。相比上一代GE發動機產品可以提升約10%的燃油效率。推力更是達到渦扇20的三倍。


而推力最強的航空發動機還當屬GEE90-115B,作為波音777-200LR和777-300ER專屬動力,它的推力可達115300磅,約合52.3噸!兩臺GEE90-115B提供的推力峰值高達104.6噸,相當於30頭成年亞洲象之和!

未來商業航空屬於效率之器的世界,而GE9X則是通用電氣推出的最精尖的效率利器。2016年4月首臺GE9X開始運轉,預計在2020年完成型號認證並投入商業運營,作為搭載波音777X的動力源泉。GE9X屬於雙轉子、軸流、高涵道比渦輪風扇發動機。其涵道比約為10:1,擁有16個葉片,風扇葉片採用鋼製前緣和玻璃纖維後緣,它比碳纖維更具彈性,在遭受鳥擊時擁有更好的表現。

GE9X的燃燒室和高壓渦輪機中的陶瓷基複合材料,相比於金屬材料它有2倍的強度和1/3的重量。低壓渦輪中的鋁化鈦材料比鎳基部件更堅固、更加輕量化和耐用。GE9X的增壓比高達60:1。壓氣機採用1級風扇、3級低壓壓氣機和11級高壓壓氣機。渦輪採用2級高壓渦輪和6級低壓渦輪。科技的導入和新材料的應用一舉讓GE9X成為通用有史以來最安靜和最低NOx排放量的發動機。現在GE9X已經在波音747的飛行試驗檯上完成了首次試飛工作,密集的測試認證後,將正式安裝在波音777上。


航空之家


GE9X是世界上最大的航空發動機,風扇直徑達3.4米,進氣道直徑為4.5米,僅比波音767飛機機身直徑小20釐米,比波音737飛機機身直徑大76釐米,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。GE9X是波音777X的動力引擎,是世界最大商用航空發動機,該發動機最大可以提供約68噸推力。該發動機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,以及採用陶瓷基複合材料(CMC)的燃燒室和渦輪。

圖片為在747上測試的GE9X,可以看出,比原發動機的尺寸大出不少。

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