Войти
| GE36 | |
|---|---|
 | |
| Макет GE36 в Музее аэронавтики и пространств Safran | |
| Тип | Неисправный вентилятор |
| Национальное происхождение | США |
| Производитель | General Electric Aircraft Engines |
| Первый запуск | 29 августа 1985 г. |
| Основные области применения | Boeing 7J7 (предложено). McDonnell Douglas MD-94X (предлагается) |
| Количество построенных | 2 |
| Стоимость программы | 1,3 миллиарда долларов (оценка, 1989 долларов США) |
| Единица стоимость | 5 миллионов долларов (оценка, 1986 долларов США) |
| Разработан на основе | General Electric F404 |
General Electric GE36 был экспериментальным авиационным двигателем, гибрид между турбовентиляторным и турбовинтовым, известный как бесконтактный вентилятор (UDF) или проп-вентилятор. GE36 был разработан General Electric Aircraft Engines, а его CFM International равноправный партнер Snecma взял на себя 35-процентную долю разработки. Разработка была прекращена в 1989 году.
General Electric (GE) приступила к проведению исследований и работ по тестированию компонентов над концепцией, которая стали UDF в 1981 на основании первых результатов ранних исследований Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), которые аэрокосмическое агентство впервые предоставило производителям двигателей в 1980. Затем GE продолжила полномасштабные опытно-конструкторские испытания GE36, начавшиеся в 1982. НАСА заключило с GE контракт на 20,4 миллиона долларов в феврале 1984 на изучение концепции после того, как компания продемонстрировала агентству свою работу в декабре 1983, поскольку собственные исследования НАСА продвигались медленными темпами. и зависели от дополнительных грантов от США Конгресс.
Полномасштабная модель необорудованного вентилятора NASA / GE на авиашоу в Фарнборо в 1984 г..Примерно в то же время GE вела переговоры с Boeing, которые считали, что технология UDF может быть полезна для краткости. - перевозить авиалайнеры для испытания демонстрационного двигателя на испытательном самолете Боинг 727 . Соглашение о летных испытаниях UDF было достигнуто в апреле, а полеты начались в конце 1986 года для оценки демонстратора с усилием 25 000 фунтов (110 кН), основанного на сердечнике General Electric F404. Двигатель будет иметь пару шестиступенчатых вращающихся в противоположных направлениях свободных турбин, каждая из которых имеет большой диаметр и работает на малых скоростях, и они будут напрямую подключены к паре восьми лопастей диаметром 12 футов ( 3,7 м; 140 дюймов; 370 см) без вытяжных вентиляторов. Эффективный коэффициент байпаса (BPR) для UDF оценивался примерно в 30: 1, что было намного больше, чем коэффициент байпаса 6: 1 современных ТРДД в то время, но менее пропеллер / турбовинтовой BPR примерно 50: 1. Оптимальной задачей будет полет на 1000 морских миль (1200 миль; 1900 км) с крейсерской скоростью Маха 0,75. В мае 1984 г. компания Boeing начала испытания испытательного стенда модели GE встречного вращения в своей низкоскоростной аэродинамической трубе размером 9 на 9 футов (2,7 на 2,7 м) и 8 на 12 футов ( 2,4 на 3,7 м) трансзвуковая аэродинамическая труба.
GE представила полномасштабную модель двигателя на авиасалоне в Фарнборо в сентябре, обещая 30-процентную снижение расхода топлива по сравнению с современными двигателями авиалайнеров без снижения крейсерской скорости. Десяток авиакомпаний «пригласили себя» на испытательные стенды GE UDF около Цинциннати, штат Огайо., заявил производитель двигателей, но не только из-за более высокой топливной экономичности UDF. Авиакомпании также оценили отсутствие в UDF коробки передач , которая передает мощность от турбины на винт, позволяя обоим работать с соответствующими оптимальными скоростями вращения, но ее было трудно надежно спроектировать для высокая скорость и мощность. Им также понравилось, что у UDF были вентиляторы с противоположным вращением, в отличие от вентиляторов с одинарным вращением, которые в первую очередь изучало НАСА, поскольку двойные вентиляторы сохраняли диаметр 140-местного авиалайнера примерно до 12 футов (3,7 м) вместо диаметром 20 футов (6,1 м), которого опасались авиакомпании. На авиасалоне в Париже в середине 1985 года компания Snecma объявила о приобретении 35-процентной доли в программе по производству двигателей. Позже в том же десятилетии двигатель с тягой 25 000 фунтов силы (110 килоньютон) стал предпочтительной силовой установкой для предлагаемых самолетов, таких как двухфюзеляжный авиалайнер Boeing 7J7 и MD-91 и MD- 92 варианта популярного узкофюзеляжного самолета MD-80 McDonnell Douglas.
Демонстрационный образец GE36 UDF на наземном испытательном стенде в 1985 году. Двигатель прошел 2500 часов модельных испытаний, после чего был построен прототип. Опытный образец двигателя проходил наземные испытания в течение 162 часов. Затем прототип GE36 пролетел 25 раз, набрав более 41 часа летных испытаний (из запланированных 75 часов) на Boeing 727 с 20 августа 1986 года до середины февраля 1987 года, в конечном итоге достигнув полета. скорость 0,84 Маха и высота 39 000 футов (12 000 метров). В апреле 1987 года компания Boeing официально выбрала GE36 в качестве силовой установки для Boeing 7J7, посчитав IAE SuperFan сверхвысоким байпасом (UHB) турбовентиляторным двигателем с редуктором. экономичный и Pratt Whitney / Allison 578-DX винтовой вентилятор с редуктором как недостаточно мощный. На Парижском авиасалоне в июне 1987 года GE и Snecma отметили, что они создают компоненты для двигателя, который будет тестироваться на Boeing 727 в 1989 году. Однако в августе 1987 года Boeing перенесла дату ввода в эксплуатацию 7J7 с 1992 года. до 1993 года, а затем он отложил намеченную дату на неопределенный срок в декабре 1987 года.
Пробный двигатель GE был установлен на McDonnell Douglas MD-80 5 апреля 1987 года, и его первый полет на стенде MD-80 состоялся 18 мая 1987 года. Первоначально двигатель имел конфигурацию 8-лопастного переднего и 8-лопастного заднего вентилятора, а затем на стенде его заменил второй демонстрационный двигатель GE36, который имел установка 10 лопастей вперед и 8 лопастей в корме и завершила 33 часа летных испытаний, начавшихся 14 августа 1987 года. Несмотря на то, что эта конфигурация была более тихой, двигатель был заменен на исходную конфигурацию 8x8 из-за механической проблемы. GE также подтвердила, что для производства будет больше лопастей, чем на демонстрационном двигателе, а количество лопастей на переднем вентиляторе будет отличаться от количества на заднем.
После перенастройки испытательного стенда на Установив двигатель 8x8, Макдоннелл Дуглас выполнил 22 демонстрационных полета для заказчиков из аэропорта Лонг-Бич. Эти демонстрации клиентов проходили с 22 января по 26 февраля 1988. В полеты, которые обычно длились около часа и достигали крейсерской скорости 0,76 Маха, принимали премьер-министр Финляндии, 110 руководителей 35 авиакомпаний и четырех лизинговых компаний, а также 70 представителей СМИ, вооруженных сил США, поставщиков и других. производители авиакомпаний. Общее мнение заключалось в том, что качество езды мало отличалось от нормального полета, за исключением легкой вибрации на заднем сиденье во время взлета и набора высоты. 25 марта 1988 года Макдоннелл Дуглас объявил о завершении программы летных испытаний. Стенд MD-80 выполнил 93 полета и 165 часов летных испытаний, двигаясь со скоростью до 0,865 Маха и на высоте 37000 футов (11000 метров).
Макдоннелл Дуглас переустановил двигатель GE36 на MD- 80 испытательный стенд для дополнительных летных испытаний в июле 1988 года. Затем испытательный самолет пролетел через Атлантический океан, покинув свой домашний испытательный аэродром базы ВВС Эдвардс в Калифорнии, чтобы остановиться в Миннеаполис, Миннесота, Гандер, Ньюфаундленд, Канада, и Кефлавик, Исландия перед завершением поездки 4700 морских миль (5,400 миль; 8700 км) в аэропорту Фарнборо в Англии 23 августа. Поездка была совершена для выполнения ежедневных публичных демонстрационных полетов на авиашоу Фарнборо 4–11 сентября 1988 г. Частные демонстрационные полеты для приглашенных руководителей авиакомпаний должны были проводиться до начала выставки. авиашоу, и Макдоннелл Дуглас рассматривал возможность полета на испытательном стенде в Западную Европу, прежде чем вернуться в США. На авиасалоне McDonnell Douglas и GE начали маркетинговые обсуждения с семью авиакомпаниями в США и шестью в Западной Европе; они надеялись получить около 100 обязательств авиакомпаний к середине 1989 года для запуска программ MD-91 и MD-92, с вводом в эксплуатацию в 1993 году сначала для MD-91, а затем для MD-92, поступившего в эксплуатацию через полгода.. Испытания GE36 на MD-80 завершились в том же месяце после 137 полетов и почти 240 летных часов. Всего между двумя самолетами было проведено 281 час летных испытаний.
После завершения летных испытаний демонстрационного образца основное внимание было уделено созданию нового ядра (вместо готового к эксплуатации). полка F404) для повышения эффективности. компрессор, камера сгорания и турбина все работали отдельно к концу 1988 года, а к середине 1989 года новый основной двигатель испытывался в течение примерно 50 часов. Во время отмены проекта позже в 1989 году GE и Snecma работали над проектированием полного газогенератора и движителя.
Демонстрационный образец GE36 UDF был установлен на испытательном стенде Boeing 727 в 1986 году. Крушение этого двигателя в то время было связано с экономическими условиями (в основном, сильным падением цен на нефть) после нефтяного эмбарго ОПЕК. Несмотря на то, что эти двигатели никогда не проходили разработку и испытания прототипов, компания GE сохранила технологию углеродного композита за легкими лопастями вентилятора. Лопасти из углеродного волокна в настоящее время используются в двигателях (General Electric GE90 и General Electric GEnx ), которые приводят в действие Boeing 747, Boeing 777 и Boeing 787 Dreamliner.
General Electric пожертвовала один из двигателей GE36 Смитсоновскому национальному музею авиации и космонавтики через Командование авиационных систем ВМС в 1991 году.
A General Electric F404 военный турбовентиляторный, предоставленный американским правительством, был использован в качестве основы для прототипа GE36. Смешанный поток выхлопных газов F404 выпускался через турбину, которая приводила в действие две противоположно вращающиеся ступени вентиляторов. Хотя демонстрационные двигатели имели конфигурации лопастей вентилятора 8x8 и 10x8, наиболее эффективная из протестированных конфигураций имела конфигурацию лопастей 12x10. Лопасти ротора вентилятора в форме ятаганца могут работать с высокими скоростями, чтобы соответствовать скоростям турбореактивного двигателя или турбовентиляторного двигателя, что позволяет двигателю приводить в действие предлагаемый Boeing 7J7. авиалайнер на крейсерской скорости Маха 0,83.
Лопасти вентилятора UDF имели длину 40 дюймов (100 см), а вращающийся двигатель Rohr Industries обтекатели, которые подходили к основанию лопастей, имели диаметр 62 дюйма (160 см). Лопасти для первоначальных испытаний были изготовлены непосредственно General Electric, но затем лопасти для летных испытаний были изготовлены местным производителем из Огайо Hartzell Propeller. Для серийных двигателей лопасти должны были быть изготовлены британским специалистом по композитным винтам Dowty Rotol. На этапе прототипа / тестирования лопасти вентилятора весили 22,5 и 21,5 фунта (10,2 и 9,8 кг) каждая на переднем и заднем винтах соответственно, но ожидалось, что к моменту запуска двигателя они будут весить менее 20 фунтов (9,1 кг).
В то время как демонстрационный образец GE36 имел номинальную тягу 25 000 фунтов силы (110 кН), семейство двигателей GE36 предлагало диапазон тяги от 12 000 до 30 000 фунтов силы (53 - 133 кН). Изначально двигатель был рассчитан на выработку 14 000 фунтов силы (62 кН) для MD-91X и 20 000–22 000 фунтов силы (89–98 кН) для 7J7 и MD-92X, но требования к тяге были позже изменены на 22 000 фунтов силы (98 кН).) и 25 000 фунтов силы (110 кН), соответственно.
Силовая турбина представляла собой шестиступенчатую турбину с направляющими лопатками на входе и выходе. Двенадцать рядов турбинных лопаток чередуются друг с другом в противоположных направлениях. Каждая ступень представляла собой пару роторов ; не было статоров (статических лопастей), которые обычно следуют за секцией с одним ротором для выравнивания потока. Передний гребной винт и передняя половина каждой ступени прикреплены к вращающемуся внешнему кожуху, который охватывает лопасти ротора турбины, в то время как задний гребной винт и задняя половина каждой ступени прикреплены обычным образом к центральному валу. Турбина с противовращением может работать на половине об / мин обычной турбины, поскольку противовращение удваивает относительную скорость, поэтому двигателю не требуется понижающая коробка передач для привода вентилятора.. GE36 имел отношение радиуса ступицы к радиусу вершины лопасти 0,425, что для безредукторной конструкции отражало примерно на 75% более высокое значение, чем для конструкций с редукторным гребным вентилятором. Эта характеристика возникла из-за того, что ступица должна была охватывать турбину большого диаметра; из-за низкой скорости вращения, требуемой пропеллерами встречного вращения, турбина должна была быть шире, чем обычно, для выработки достаточной мощности. У UDF GE был коэффициент байпасирования 35, что было примерно посередине между BPR IAE SuperFan, равным 17, и BPR PW-Allison 578-DX, равным 56. Пропеллеры противоположного вращения вращались с максимальной скоростью частота вращения не менее 1393 об / мин.
GE36 на демонстраторе McDonnell Douglas MD-81 на авиашоу 1988 Фарнборо.Двигатель продемонстрировал чрезвычайно низкую удельный расход топлива (SFC) 0,232 фунта / (фунт-сила⋅ч) (6,6 г / (кН⋅с)) на уровне земли, что, по утверждению GE, было более чем на 20% эффективнее любого из существующих ТРДД. в продаже. GE также предсказала крейсерский SFC 0,49 для демонстрационного двигателя; однако крейсерская SFC упадет до 0,40-0,41 с новой конструкцией газогенератора под названием «Supercore» по сравнению с 0,56 для существующих ТРДД. Компания Snecma должна была спроектировать компрессор высокого давления (HPC) и камеру сгорания . Конфигурация двигателя, выбранная для MD-91 и MD-92, была разработана в соответствии со стандартами шума, установленными в главе 4 Комитета по охране окружающей среды от воздействия авиации (CAEP) Международной организации гражданской авиации (ИКАО), который вступит в силу в 2006 году и приведет к снижению на десять эффективных децибел воспринимаемого шума (EPNdB ) по сравнению с существующими стандартами Главы 3, установленными в 1977 году. Соответствие нормативным требованиям, однако, привело к пятипроцентному снижению топливная эффективность по сравнению с наиболее эффективной конфигурацией вентилятора.
A поперечное сечение двигателя вентилятора без контура GE36. Данные из испытания двигателя GE, страницы 12, 17
Родственная разработка
Сопоставимые двигатели
Связанные списки
 | На Викискладе есть материалы, связанные с General Electric GE36. |
