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GE航空集团测试GE9X发动机用新型复合材料风扇叶片 |
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| http://cn.newmaker.com
10/1/2013 8:34:00 PM
佳工机电网
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 近日，GE航空集团已开始为波音777X飞机使用的下一代GE90发动机 - GE9X测试新型复合材料风扇叶片。这项验证测试是GE计划今年对GE9X风扇单元体进行的数项测试中的第一项。
第一轮风扇叶片测试已于6月份在英国的ITP发动机测试基地进行，主要是验证风扇叶片的新型复合材料。测试结果非常好。GE计划于今年夏末在ITP进行第二轮测试，进一步验证新的风扇叶片复合材料以及用于风扇叶片前缘的新型金属材料。
今年秋季，GE计划在华盛顿州西雅图的波音风扇试验台上进行通用推进器模拟机（UPS）风扇性能测试。目前该基地及风扇试验台的相关测试准备工作已开始进行。
“GE9X风扇叶片将采用新的强度更高的碳纤维材料和合金钢前缘，”GE航空集团GE90项目总经理比尔. 密尔汉姆（Bill Millhaem）表示。“新型材料和更高的风扇叶尖速度将提高低压涡轮（LPT）效率，并使燃油效率比GE90-115B发动机提高1.5%。”
GE9X风扇单元体拥有数项独有特性。GE9X的前风扇直径达132英寸，是GE发动机中最大的；还有一个与GEnx相似的耐久性高、重量轻的复合材料风扇机匣。与金属材料风扇机匣相比，复合材料风扇机匣将使每台发动机的重量减轻350磅。
GE9X发动机的风扇叶片将是第四代复合材料风扇叶片。GE航空集团于1995年为GE90-94B发动机开发了第一个复合材料风扇叶片。GE90-115B和GEnx发动机也都采用了复合材料风扇叶片。GE的复合材料风扇叶片已累积了3600万飞行小时，预计当GE9X将于本十年末投入使用时将超过1亿小时。
GE9X发动机将有16片风扇叶片，均少于GEnx和GE90-115B发动机。实现风扇叶片数量的减少要归功于先进的3维（3D）后掠设计，该设计使工程师能够开发更后掠、更宽弦的风扇叶片。与目前碳纤维制造的叶片相比，新的高强度碳纤维材料使得叶片更薄，并保持相同的强度和耐久性。这些改进将提高燃油效率，使风扇叶片及其支撑结构件减轻数百磅重量。
叶片数量的减少及采用新的碳纤维复合材料可使GE航空集团提高风扇叶尖速度。更高的风扇叶尖速度将使LPT效率提高，从而减少LPT叶片数量并有助于提高发动机的燃油效率。
将用于波音777X飞机的GE9X发动机的推力级别为10万磅，燃油效率较目前的GE90-115B将提高10%。其主要特性包括：风扇直径为132英寸；复合材料风扇机匣和第四代复合材料风扇叶片；压比为27：1的新一代高压压气机；可提高燃油效率并降低排放的第三代TAPS（双环预混旋）燃烧室；以及采用陶瓷基复合材料（CMC）的燃烧室和涡轮。
GE航空集团在过去的几年中一直在为该发动机进行新材料和技术测试。除了在英国的ITP发动机测试基地进行风扇叶片的测试，GE航空集团本月还将在意大利马萨的GE石油天然气集团的工厂测试高压压气机。GE计划在2016年进行首台发动机测试，2017年在GE的飞行试车台上进行飞行测试，2018年取得适航证。
GE9X将追随2004年投入使用且极为成功的GE90-115B发动机。推力为115，000磅的GE90-115B发动机具有强大的性能特性，包括三维空气动力学设计（3-D叶型）的压气机和宽弦后掠复合材料风扇叶片等，可进一步提高效率。双环燃烧室排放的碳氢化合物不超过目前国际标准允许的40%。此外，目前的GE90-115B发动机性能已得到强化，其耗油量比2000年启动时的规格低3.6%。
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