史上最大推力发动机.docx

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1、史上最大推力发动机　GE90-115B是GE90发动机系列中最新的改型，该发动机在取证试验中推力达570千牛，创建了航空发动机推力的世界最高记录。目前，-115B已完成在空中试车台上的试飞计划，并装在B777-300ER试飞，预计很快就将取得FAA和JAA适航合格证，明年投入使用。GE公司计划进一步进行该发动机的成熟性试验，以便暴露和修正任何薄弱点　　波音于1999年启动波音　　777-300ER/-200LR远程型客机计划，GE、普惠和罗-罗公司都提出了发动机方案参加动力竞争。最后，GE公司以推力为512千牛的GE90-115B发

2、动机获胜，成为波音777-300ER/-200LR的唯一动力装置。这件事在当时商用发动机市场引起了不小的风波，一些航空公司持反对态度，认为波音777-300ER/-200LR的动力装置没有选择余地，将会影响客户对飞机的兴趣，甚至怀疑未来市场前景。　　迄今，GE90-115B在早期的地面试验期间推力达547千牛，后来又提高到570千牛，成为世界上公认的推力最大的航空发动机。　　据GE公司称，该发动机已被列入吉尼斯世界记录，也是第一种被列入吉尼斯世界记录的航空发动机。　　改进的结构和性能　　改进GE90-115B的性能很大程度上与风扇设

3、计有关，因为采用新风扇能为核心机提供较多的空气流量。它的主要特点是：风扇叶片后掠角增加，风扇直径由原来的3.12米增加到3.25米，使空气流量增大；风扇叶片的材料和制造工艺与早期GE90的一样，采用相同的纤维和树脂复合材料制成，以确保叶片具有良好的结构强度；风扇包容环由原来铝合金改为用钢制造，而其直径只增大3.4厘米。　　由于风扇直径增大，低压涡轮转矩大大提高，在通常情况下应增大风扇中轴直径，但GE公司通过中轴采用具有特殊化学成分的新材料GE1014高强度合金钢解决了这一问题，而其中轴直径不变；为适用增加空气流量，发动机上增加了1级

4、低压压气机，这也降低了出口燃气温度。高的空气流量也导致其他结构上的变化，包括重新布局高压压气机、减少低压涡轮导向器叶片。　　先进的三维气动设计技术在GE90-94B上获得成功应用后，GE公司将这项技术也引入到-115B上。三维气动设计技术在压气机和涡轮上应用大大提高了效率，并且有助于降低燃油消耗和出口燃气温度，采用三维气动设计技术的高压压气机由原来的10级减少到9级，加宽了由高压压气机最末级限定的环形流路，从而使更多的空气通过核心机，以便有效地控制循环温度；高压涡轮第一级叶片采用三维气动设计，可最大限度地提高叶尖与叶身的效率和提高出

5、口燃气温度裕度；运用三维气动技术设计的后掠风扇叶片使发动机的推力提高了约9千牛。　　增大低压涡轮叶片间的间隙，使低压涡轮的效率提高和巡航状态的油耗降低，同时减轻重量约70千克。高压压气机采用整体叶盘结构。高低压涡轮在不改变原有的气流流路的情况下提高了气动效率。　　据GE公司称，这些改进从发动机设计工作一开始就都是低风险的，因为这些技术都经过试验或使用验证，达到了成熟阶段。　　超工况状态的地面试验　　2000年年中，-115B的大部分关键部件的试验已完成。2001年11月16日，GE公司进行-115B的首次台架试验，三天后，也就是11

6、月19日再次进行-115B台架试验时，其推力就达到547千牛，成为世界上推力最大的航空发动机。在早期的地面试验期间，为测量发动机推力、性能、侧风能力和风扇叶片应力，-115B进行了150小时试验。结果表明发动机达到了设计要求。　　-115B的取证计划采用了8台试验发动,其中5台发动机用于进行耐久性试验和其他试验，如性能试验、风扇/压气机应力试验、侧风试验、结冰试验、冰雹和可操纵性试验。其他3台发动机用于进行运营准备工作、排放物测量、鸟撞试验、叶片脱开试验、吞水试验、声学试验和高压压气机与涡轮的应力校准。其中吞水试验包括30秒钟泵入4

7、170升水到发动机中。　　2003年2月，-115B在GE公司位于俄亥俄州的皮布尔斯附近的GE公司的外场综合试验基地的设备上进行最后的发动机取证试验中推力达570千牛，这是该发动机第二次创建的高推力记录。这一新的推力记录是在完成FAA要求的150小时试验时创建的。这一试验期间该发动机在红线状况(最大风扇与最大核心机转速和最大出口燃气温度)下运行了约60小时，以便在它的工作极限下评审发动机。设计这项试验是为了在发动机的最大工作状态下验证它的能力。　　原计划-115B在2002年取得适航合格证，但该发动机在红线温度试验时第1级高压涡轮发

8、现了热应力痕迹，因此，取证计划推迟。据GE公司称，在试验约35小时后孔探仪检查时就发现了这一故障。通过改善冷却，试验工作很快得到恢愎。GE90计划总经理说，实际上发动机不会在这种状况下工作。　　严之又严的试飞计划　　为获得高空状态的飞