9月28日,GE航空宣布GE9X發動機已經獲得美國聯邦航空管理局(FAA)的認證。這是GE9X發動機為777X系列飛機提供動力的關鍵裡程碑。
GE9X是新型雙引擎波音777X的動力引擎,是世界最大商用航空發動機,該發動機可以提供約100,000磅推力。
正如GE 在GE9X官方宣傳大片中所提到的「strengthened by additive manufacturing」,增材製造-3D列印技術在這一最大商用發動機的製造中發揮著重要作用。獲得FAA認證不僅是GE9X發動機為777X系列飛機提供動力的關鍵裡程碑,也是增材製造技術在航空發動機製造應用發展道路中的又一裡程碑。
GE9X 宣傳大片。來源:GE
增材製造賦能下一代發動機
FAR(聯邦航空法規)第33部分認證涉及8臺試驗發動機。此項認證的成功使GE 航空豐富了商用噴氣發動機產品組合,即包括用于波音787 Dreamliner的GEnx和CFM LEAP發動機,以及新通過認證的GE9X。
根據GE,為了獲得認證,GE9X測試發動機完成了將近5,000小時和8,000個發動機循環,發動機的性能已通過廣泛的地面和飛行測試得到驗證。與GE90-115B相比,GE9X發動機的單位油耗(SFC)降低了10%,比同類產品中的其他發動機降低了5%。相比其他同類發動機,GE9X 的煙霧排放將更少。
GE9X 發動機。來源:GE
GE的重點仍然是與波音公司合作,完成777X飛行測試計劃並投入使用。根據3D科學谷的了解,GE 目前已經生產了八架GE9X測試發動機和兩架測試備件,並已交付給波音用於四架777X測試飛機中。GE 已組裝了幾臺GE9X生產發動機,GE航空正在完成工廠驗收測試。
GE航空集團目前正在對GE9X發動機進行3,000次額外的地面測試,以支持擴展運營(ETOPS)批准。GE9X團隊還正在進行成熟度測試,從而幫助GE工程師做好準備,支持正在使用的發動機。
GE目前已收到600多個GE9X發動機的訂單和意向。
關鍵製造技術
雖然GE9X還未正式投入商用,但已獲得了諸多肯定。GE9X在去年獲得了世界上推力最大發動機的金氏世界紀錄,它是GE航空史上燃油效率最高的噴氣發動機,燃油消耗低於競品10%;擁有直徑134英寸的最大尺寸前風扇、複合材料風扇機匣和16片第四代碳纖維複合材『』料風扇葉片……
除了這些硬核優勢,還有一項關鍵技術是增材製造。GE 航空將增材製造列入了 「GE9X 發動機的9個事實「中。
GE9X 發動機的9個事實
1.在134英寸的複合材料風扇外殼在任何商業飛機發動機中都是最大的。
2.GE9X具有300多個增材製造零件。除GE9X發動機中的增材製造零件之外,GE 航空與其合資公司目前還擁有另外四個通過了FAA認證的3D列印零件:用於GE90-94B的T25傳感器,CFM LEAP燃油噴嘴頭,GEnx-2B電動門開啟系統(PDOS)支架和GE Passport空氣油分離器。
3.儘管尺寸很大,但按每分貝推力磅數計算,GE9X有望成為有史以來最安靜的GE發動機。
4.GE9X引擎安裝了第四代複合風扇葉片。GE的首個複合風扇葉片於1995年開始在GE90-94B發動機上投入使用。GE及其合資企業CFM在過去25年中使用複合葉片累計飛行時間超過1.38億小時。
5.GE9X發動機中的16個複合風扇葉片是GE為商用噴氣發動機生產的最低數量。GE90發動機有22個風扇葉片,GEnx有18個風扇葉片,較小的CFM LEAP發動機有18個複合風扇葉片。
6.GE9X創造了世界紀錄,在2017年11月10日的GE戶外測試工廠進行的工程測試中,產生了134,300磅的推力。GE90-115B在2002年創下了127,900磅的推力紀錄。
7.GE航空在其波音747飛行測試床上進行了72次GE9X測試飛行,總計超過400小時。首次試飛日期為2018年3月8日。
8.GE9X發動機中有五個陶瓷基複合材料(CMC)組件,包括第一級高壓渦輪(HPT)護罩,第一級和第二級HPT噴嘴以及燃燒室的內襯和外襯。GE航空在商用發動機中運行CMC零件方面擁有超過800萬小時的經驗。GE於1986年獲得了有關CMC材料的第一項專利,並一直在繼續開發這種材料。GE已在該技術上投資超過15億美元,並在美國建立了第一條垂直整合的CMC供應鏈。
9.GE9X發動機的總壓力比為60:1,是所有使用中的發動機中最高的壓力比,這意味著發動機可以最有效地利用進氣,從而提高燃油效率。
3D科學谷Review
根據3D科學谷的了解,GE9X擁有的304個增材製造-3D列印零件涵蓋了七大類型。