用于波音787客机的GEnx发动机设计特点

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1、2010年麓36■簟1期V01．36No．1Feb．2010用于波音787客机的GEnx发动机设计特点陈光(北京航空航天大学能源与动力工程学院，北京100083)1摘要：概述了用于波音787“梦幻”客机的GEnx发动机的发展与设计特点，分析了在其总体结构设计以及各部件中所采用的先进技术，及其达到的性能水平。关键词：GEnx发动机；设计特点；波音787客机；绿色航空DesignCharacteristicsofGEnxEngineforB787CHENGuar培(SchoolofJetPropulsion，BeijillgUniversityofAerom

2、uticsandAstronautics，Beijing100083，China)Abstract：Thedevelopmentanddes洳characteristicsofGEnxengineforB787ll吧reoverviewed．Theadvancedtechnologiesadoptedinthegeneralengi船and陈光(1930)，教授，博导，中国航空学会∞mpOllentsandthepe咖，7，“mce0ch／e口ed雠地ana／yze正窭妻耋苎三竺茎登案耋墨，兰慧耋竺主K．words：G一-··一characteristi

3、cs：B787aircraftgreeneywords：(3enxengine；designrcratt；CCS：B787a学会常务理事兼秘书长。长期从事航空发。一。1⋯。动机结构设计的教学、科研与生产工作。洲ation收稿Et期：2009—06_11引言GEnx是GE公司为波音787(B787)“梦幻”客机研制的高涵道比(10。O)、高总压比(45。0)、低油耗、低污染与低噪声的新一代发动机。为了满足2l世纪“绿色航空”的要求，GEnx不仅继承并发展了GE公司以往成熟发动机特别是GE90发动机的设计技术，吸纳了GE90发动机研制与使用的经验与教训，而且

4、还采用了最新发展的一些先进技术，因此，不仅性能达到了较高水平，而且研制周期较短。本文介绍并分析了GEnx发动机的发展和设计特点。2发展特点GEnx发动机是在1996年投入使用的GE90发动机(用于波音777飞机)基础上发展的，原来是专为波音787客机研制的，后来又被波音747—8客机选作其惟一的动力装置。GEnx发动机的推力小于GE90的378—5llkN，大于CF6—80C2发动机(用于波音747-400飞机)的258kN。采用了高的涵道比(10)和总压比(为45；GE90发动机的分别为8、40)和部件效率。GE90—76B发动机于1995年底投入营运

5、，到GEnx发动机研制成功，历经4次技术提高，使GEnx发动机耗油率、排放、噪声和直接使用费用等都很低，如图l所示；GEnx、CF6—80El与GE90发动机耗油率的比较如图22010年囊36叠第1期701．36No．1Feb．2010图1从GE90—76B到GEnx发动机的4次技术提高所示。从图2中可见，GEnx发动机的巡航耗油率比用于A330客机的CF6—80E1A4发动机的低15．4％，比用于B777客机的GE90—94B发动机的低6．9％。图3给出了GEnx发动机为降低耗油率所采用的措施及其收益。GEnx发动机的设计推力为333kN。而在第1次试

6、车中，推力就达到358kN，比设计值大7％。因为B787客机有3个起飞总质量不同的型号，所以，用于B787客机的GEnx发动机也有3个推力不同的型号，分别为用于B787图23型发动机的耗油率比较一3的GEnx一1854(236kNl，用于B787—8的GEnx一1864(284kN)，用于B787-9的GEnx一1870(3lOkN)；3型发动机的风扇直径均为2．819m。3设计特点3．1总体结构用于B787客机的GEnx一1B发动机与用于B747—8的GEnx一2B发动机的总体结构如图4所示；2型发动机主要部件的级数见表2。GEnx发动机转子支承方案如

7、图5所示。低压转子支承方案为O一2一l的3支点方案，高压转子支承方案为1-0一l的2支点方案，共5个支点；高压压气机前支点(3号支点)采用了滚珠轴承与滚棒轴承并列的设计，滚棒轴承3R承受径向力，滚珠轴承3B仅承受轴向力。这种独特的设计，在CF6—80C2，CFM56-5、一7及GE90发动机上均得到应用。但在CFM56—2、一3上未采itl3GE似发动机降低耗油率的措施及其收益用，因而，在这2型发动图4GEnx一1B与GEnx一2B发动机总体结构表22型发动机主要部件级数注：2B型发动机风扇直径比lB型的小0．178m，且增压压气机级数少1级。因此2B型

8、发动机低压涡轮少l级。图5GEnx发动机转子支承方案机中，3号轴承失效占空中停车