Какие двигатели ставят на боинг

Самый большой авиационный двигатель в мире

Недавний полет новейшего Boeing 777X привлек внимание авиационных специалистов и любителей авиации. В этой статье я расскажу про турбореактивный двигатель, установленный на этом самолете. На сегодняшний день это самый мощный и самый большой авиационный двигатель в мире.

Самый большой двигатель в мире

Двигатель GE9X разработан американской корпорацией General Electric. Основная задача, которую возлагают на новый двигатель — обеспечить полет дальнемагистральных широкофюзеляжных лайнеров, при этом более эффективно расходуя топливо. Топливная эффективность двигателя на 10% выше, чем у двигателя предыдущего поколения.

Размеры двигателя действительно поражают. Диаметр вентилятора — 3,4 метра .

Диаметр гондолы двигателя — 4,4 метра .

Трудно представить, но диаметр гондолы на 76 сантиметров больше диаметра фюзеляжа самолета Boeing 737.

В двигателе применен ряд новейших разработок.

Для того, чтобы провести испытания двигателя GE9X, его устанавливали на Boeing 747-8. Из-за размеров потребовалось изменить конструкцию пилона и вынести двигатель вперед, иначе он не поместился бы под крылом.

Конечно, такой двигатель должен был получиться очень тяжелым, поэтому многие детали были сделаны из композитов. Из композитов сделан корпус вентилятора, частично лопасти вентилятора и другие детали. Некоторые материалы способны работать при температуре 1315°С.
Тем не менее двигатель GE9X вместе с пилоном весит 18 тонн .
Из-за большого размера и веса транспортировка двигателя превращается в серьезный вопрос. Кстати, перевозить самый большой в мире авиационный двигатель доверили российской компании «Волга-Днепр» на самолете Ан-124 «Руслан».

Самый мощный двигатель в мире

А что же с мощностью? Двигатель не только самый большой, но и самый мощный . Номинальная тяга двигателя составляет 105000 фунтов (470 килоньютонов или примерно 47 тонн). Но на испытаниях двигатель развил мощность 134300 фунтов тяги (60,9 тонн). Для сравнения, тяга ракетного двигателя РД-107, который ставят на ракеты, выводящие космические корабли на орбиту, составляет 83,5 тонны. В июле 2019 года двигатель GE9X внесен в книгу рекордов Гиннесса как самый мощный в мире.

Остается только добавить, что в испытательном полете самого длинного пассажирского самолета в мире двигатели GE9X отработали отлично.

Ах да, чуть не забыл написать про стоимость!

Стоимость двигателя-рекордсмена

Стоит это чудо техники 41,4 миллиона долларов , а разработка обошлась более чем в 2 миллиарда долларов . Вот теперь всё. Впечатляет, правда?

Источник

Boeing 777-9 получил свой первый двигатель

GE Aviation поставил Boeing первый пригодный к лётным испытаниям двигатель GE9X, и программа B777-9 «ожила» после вынужденной пробуксовки: тестовый образец WH001 начали готовить к премьерному полёту.

Агрегат привезли в Эверетт, штат Вашингтон, 18 октября на борту Ан-124. Второй прибудет до конца октября, к середине ноября его установят — и не позже декабря Boeing 777-9 будет способен подняться в воздух. Если не проявятся новые сбои.

Три Семёрки ещё длиннее прежних

Boeing 777-9 — базовый длинный вариант семейства B777X, второго поколения «Трёх Семёрок».

Известен размерами. Самым большим в истории размахом крыла — 71,8 метра, который для аэродромных операций будут сокращать за счёт складных законцовок до 64,8 метров. Он станет самым вместительным двухдвигательным самолётом (до 600 пассажирских кресел максимум или 387 в стандартной трёхклассной компоновке) и обладателем самого длинного фюзеляжа (76,7 метров).

Второе опубликованное новшество — увеличенные окна пассажирского салона и, при этом, большее давление внутри фюзеляжа, соответствующее нормальному показателю для высоты 1 830 метров (6 000 футов) против индустриального стандарта 2 440 метров (8 000 футов). Однако эти величины производитель пытается достичь в металлическом планере «старой» конструкции, в то время как до сих пор подобное удавалось лишь при использовании более жёстких композитных материалов.

Именно последняя новелла стоила Boeing дополнительных трудов. 5 сентября при статических испытаниях грузовая дверь не выдержала приложенного к ней давления воздуха. Производитель прекратил тесты до окончания расследования инцидента и засекретил свои действия больше обычного.

Новый GEnx не без проблем

GEnx (General Electric Next Generation) — уже немолодое семейство турбовентиляторных реактивных двигателей: первый пуск тестового образца датирован 2006 годом. Первоначально разработаны американской компанией GE Aviation для самолётов Boeing 787 Dreamliner и Boeing 747-8.

GEnx используют некоторые характерные технологии двигателя GE90 , в том числе изогнутые композитные лопасти вентилятора, а также относительно малое ядро ранних версий.

Особенности конструкции семейства:

  • Вентилятор диаметром 2,82 метра для Boeing 787 и 2,67 метра для Boeing 747-8.
  • Композитные лопасти со стальным покрытием передней кромки.
  • Кожух вентилятора из композитных материалов — для снижения массы и уменьшения теплопроводности.
  • Лопасти 6 и 7 ступени турбины низкого давления — из алюминида титана (TiAl), — что сокращает массу конструкции примерно на 180 килограммов.
  • Увеличенная по отношению к предшественникам степень двухконтурности (соотношения обтекающего воздуха к проходящему сквозь камеру сгорания): 9,6 против 9,0 у GE90 и 5,1 у CF6, — служит уменьшению расхода топлива и снижению уровня шума.
  • 10-ступенчатый компрессор высокого давления на основе конструкции GE90-94B с коэффициентом компрессии 23:1 и направляющими лопастями, уменьшающими вторичные потоки.
  • Камера сгорания TAPS (Twin Annular Premixing Swirler) — одинарная, но с двойным закрученным потоком и двумя зонами горения: создаёт идеальную топливно-воздушную смесь и уменьшает генерацию оксидов азота (NOx), предотвращает выброс горящей смеси наружу.
Читайте также:  Что будет если заводить двигатель с помощью эфира

По сравнению с CF6-80C2 расход топлива сокращён на 15%.

Особенностью Dreamliner является отсутствие системы отбора воздуха двигателя: она заменена дополнительными электрогенераторами. Противообледенительная система работает на электричестве, а воздух подаётся в салон электрокомпрессорами непосредственно из внешней среды, что значительно облегчает самолёт.

Для Boeing 747-8 конструкция сохранила традиционные элементы, и воздух от двигателей GEnx наполняет пневматическую и вентиляционную систему.

Какое решение будет реализовано на новых «Трёх Семёрках», информации пока нет.

Всего GE Aviation собрал 10 двигателей для первой партии из 5 тестовых Boeing 777-9. Первый полёт новинки должен был состояться ещё летом, но в лопатках статора компрессора был выявлен дефект, влияющий на их долговечность, и в программе возникла почти полугодовая задержка.

Поставки пользователям — во главе очереди Emirates (EK) и Lufthansa (LH) — должны были начаться в середине 2020 года, однако, по всей видимости, график будет сдвинут на 2021 год.

Ни Boeing, ни GE Aviation взаимные поставки и расписание сертификационных испытаний не комментируют.

Источник

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.

Читайте также:  Какие двигатели не подлежат капремонту

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.).

Читайте также:  Признаки если троит двигатель

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.

Источник

Adblock
detector