近日，裝有多個(gè)陶瓷基復(fù)合材料CMC部件的GEnx發(fā)動(dòng)機(jī)驗(yàn)證機(jī)累計(jì)完成了2800個(gè)耐久性循環(huán)試驗(yàn)，GE宣稱一系列測(cè)試表明，裝有CMC部件的燃燒室和渦輪表現(xiàn)出了極高的耐久性，試驗(yàn)結(jié)果好于預(yù)期。
 

　　GE航空集團(tuán)將陶瓷基復(fù)合材料（CMC,ceramic matrix composite）用在GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件上，正不斷獲得業(yè)內(nèi)的正面評(píng)價(jià)。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)制造商報(bào)告，在GEnx發(fā)動(dòng)機(jī)驗(yàn)證機(jī)上的一系列測(cè)試表明，裝有與GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)相同CMC部件的燃燒室和渦輪在長(zhǎng)期服務(wù)中表現(xiàn)出令人印象深刻的耐用性。

　　GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)是GE90渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)較小變體，但它卻有著最大尺寸的風(fēng)扇。根據(jù)GE航空代表透露：與GE90-115B推力相比，其處于中等水平，未來(lái)預(yù)計(jì)用在波音公司即將推出的777-8X和777-9X飛機(jī)上。GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試定于明年進(jìn)行，并在2017年進(jìn)行實(shí)際飛行測(cè)試，有望在2018年取得適航認(rèn)證。目前GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)的訂單已經(jīng)將近700臺(tái)。

　　GE航空集團(tuán)的GE90 / GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目總經(jīng)理Bill Millhaem解釋到：“GEnx發(fā)動(dòng)機(jī)驗(yàn)證機(jī)分別在意大利那不勒斯AVIO發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)和美俄亥俄州皮布爾斯GE試車臺(tái)上累計(jì)運(yùn)行超過(guò)2800個(gè)耐久性循環(huán)。測(cè)試中表明，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)廢時(shí)，CMC部件仍然處于完全正常的嶄新狀態(tài)，這也進(jìn)一步證實(shí)了CMC技術(shù)的獨(dú)特之處。”

　　GE在2014年將投入3億美元用于新的GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)成熟化測(cè)試。測(cè)試項(xiàng)目包括通用推進(jìn)模擬器（UPS）風(fēng)扇性能測(cè)試，以及GEnx發(fā)動(dòng)機(jī)陶瓷基復(fù)合材料（CMC）部件測(cè)試。

　　但值得注意的是，GE航空集團(tuán)已經(jīng)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中使用了CMC零件。在CFM國(guó)際公司（GE合資公司）最新推出的LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)中就使用CMC材料作為高壓渦輪罩殼。而GE9X則進(jìn)一步會(huì)擴(kuò)大了CMC使用范圍到內(nèi)外燃燒室襯套，高壓渦輪1級(jí)和2級(jí)的噴嘴（靜葉），以及1級(jí)導(dǎo)流罩。

　　GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)的推力級(jí)別將達(dá)到10萬(wàn)磅。其主要特性包括：直徑為133英寸的復(fù)合材料風(fēng)扇機(jī)匣和16個(gè)復(fù)合材料風(fēng)扇葉片；新一代壓比達(dá)27:1的11級(jí)高壓壓氣機(jī)；可提高效率并降低排放的第三代TAPS（雙環(huán)預(yù)混旋）燃燒室；以及采用陶瓷基復(fù)合材料（CMC）的燃燒室和渦輪。

　　Bill 表示：“自GE為GEnx發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)新型復(fù)合材料風(fēng)扇葉片到現(xiàn)在已經(jīng)有十年的時(shí)間，碳纖維復(fù)合材料在這十年中不斷進(jìn)步，這讓GE的工程師能夠設(shè)計(jì)出更薄的GE9X風(fēng)扇葉片，其強(qiáng)度與我們目前使用的復(fù)合材料風(fēng)扇葉片相當(dāng)。更少、更薄的葉片將增強(qiáng)氣流并使風(fēng)扇更輕、更高效，有助于提升GE9X發(fā)動(dòng)機(jī)的整體性能和燃油效率。”GE全球研究中心致力于研發(fā)可商業(yè)應(yīng)用的CMC更是超過(guò)二十年。

　　GE航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)稱陶瓷基復(fù)合材料是實(shí)現(xiàn)GE航空集團(tuán)技術(shù)路線圖的重要途徑，主要是因?yàn)镃MC的“超輕量級(jí)”和耐熱潛能：它的重量只有同等體積金屬合金的三分之一。重量的極大減少，將有利于增加飛機(jī)的燃料效率和耐熱性，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的性能，耐用性和燃料經(jīng)濟(jì)性。

　　一位研發(fā)人員解釋道：“由于CMC比金屬合金具有更好的耐熱性，這將使得發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件只需要更少的冷卻空氣。這意味著發(fā)動(dòng)機(jī)主流到中的空氣流量將更大，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。”

　　GE航空集團(tuán)宣稱CMC在熱端部件的成功應(yīng)用對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)具有“突破性”的歷史意義。

　　此外，GEnx CMC驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)GE9X的一些其它材料部件也進(jìn)行了驗(yàn)證，包括3D鋁化鈦低壓渦輪葉片和采用先進(jìn)冷卻回路的高壓渦輪1級(jí)葉片。

　　CMC部件的測(cè)試目前仍在進(jìn)行中。GEnx發(fā)動(dòng)機(jī)驗(yàn)證機(jī)將重新制造，并裝有相同的燃燒器襯套、高壓渦輪1級(jí)和2級(jí)噴嘴、低壓渦輪鋁化鈦葉片和下一代高壓渦輪1級(jí)葉片。而一個(gè)裝有CMC部件的燃燒室和高壓渦輪也將在今年10月份開始測(cè)試。

責(zé)任編輯：曾祥偉

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