GE9X取得認證的背後有哪些“過人之處”?點擊瞭解→

20多年前,當GE工程師們廣泛徵集客戶對飛機發動機性能的訴求時,在收到的約300項的長清單上,

“燃油效率”躍然其首。不過,這個答案是意料之中的,畢竟燃油成本要佔航空公司運營成本的近五分之一。

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GE9X發動機的研發之路正是以此為動力的。這臺比其前身GE90燃油效率高出10%的發動機在歷經嚴格的測試後,前不久剛獲得美國航空局認證,在其為新型雙發波音777X飛機系列提供動力的歷程中,實現了一個重要的里程碑。

實際上,燃油效率只是GE9X其中一個過人之處,作為GE最大的商用航空發動機,它所採用的技術包括碳纖維複合材料風扇葉片、陶瓷基複合材料渦輪部件、3D打印部件等,是商用航空發動機創新技術的集大成者。此外,前風扇直徑達134英尺(約3.4米)的GE9X由於體積巨大,也創造了飛機運輸的創新歷史。

創新材料與製造工藝

陶瓷基複合材料是一種輕質且耐熱的材料,它由GE的科學家們發揮集體的智慧研發出來,這種複合材料使GE9X的核心部件能夠承受高達2400華氏度(約1315攝氏度)的高溫,在這種灼熱的溫度下,

發動機可以更有效地燃燒燃料,產生更多的能量和更少的排放

GE9X的風扇也是一項關鍵創新,它由複雜彎曲形狀的碳纖維複合材料葉片製成。在高效渦輪的驅動下,這樣設計的風扇可以吸入儘可能多的空氣,從而給飛機產生更大的推力。GE9X用到的已經是第四代碳纖維複合材料了,此前GE90和GEnx都已用到這種高性能材料。

增材製造(又稱3D打印)在這款GE最大商用航空發動機的製造過程中也發揮著重要作用,GE9X上擁有300多個3D打印部件。

數字化革命和5000小時飛行測試

GE航空發動機的研發之路也是不斷吸取上一代發動機經驗教訓的創新之旅。過去十年中,每一代發動機的數字化應用都越來越顯著,GE9X的傳感器套件就達到了這樣一種數字化革命的頂峰。遙測技術使得GE工程師們有能力隨時監測發動機的壓力、溫度、空氣流等等,基於大數據和軟件分析,運營效率可以大大提高,同時維護成本也得以降低

取得認證之前,GE9X經歷了將近5000小時和8000個循環測試,通過多次地面和飛行測試驗證其性能這些測試包括吞水測試、吞冰測試、鳥撞測試等等,還包括三重“紅線”測試,即超出紅線的過熱、震動和壓力等等,這些極端情況下的測試遠遠超出了發動機實際飛行中遇到的任何預期情況。

在各種條件下進行了數千次試驗起飛和降落後,研究小組將GE9X拆開,檢查其每個部件,包括螺母、螺栓等所有零件,進行統一的清潔、檢查和報告記錄,從而對發動機情況有全面清晰的掌握。

解決獨特的運輸難題

GE9X發動機的風扇直徑超過134英寸(約3.4米),面對這個前所未有的“大塊頭“,如何運輸變成了一個問題。

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GE9X需要一個定製的運輸設備,讓發動機在路上運行的時候符合限高要求,這樣發動機才不會夾住電線、鐵路高架橋等。GE團隊設計了一個安裝在底座上的拖車,使得GE9X可以穿越公路到達測試場地。

在GE航空位於俄亥俄州的皮布爾斯操作測試中心周圍,為了給運輸車輛騰出更大空間,中心周圍的公路都被加寬,以便能同時容納兩臺GE9X發動機相向通過。

GE9X的發動機進氣口是世界上迄今最大的,其直徑高達18英尺(約5米),長達15英尺(約4.5米)。當它被卡車運往俄亥俄州時,高速公路巡邏隊在稱重站測量了這批貨物,因為它將“寬載荷”的概念提升到了一個新的水平。

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2019年,GE開始將這些發動機運送到波音公司,為777X試驗機提供動力。目前,GE航空集團已收到600多臺GE9X發動機的訂單和購買承諾


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