GP7000由GE公司的GE90和普惠公司的PW4090發展而來。ETOPS是基於成熟技術並不斷改進的衍生產品,這與羅爾斯·羅伊斯公司為A380設計遄達900的理念不謀而合。遄達900和GP7000是全新的發動機,但它們所采用的技術都是基於經過驗證的成熟技術,並在此基礎上不斷改進和創新,然後效仿——成功研制出相當推力水平的發動機。
組件特征
GP7000的機械部分由GE的核心機、普惠的低壓部分和變速箱組成。GE的核心機包括:9級高壓壓氣機、2級高壓渦輪、低排放單環燃燒室;普惠的低壓部分包括:1級風機、5級低壓壓氣機、6級低壓渦輪。
風扇采用中空鈦合金寬弦後掠風扇葉片,為降低風扇振動,提高抗外物損傷能力,降低葉片質量而研究,普惠已用於PW4084。空心風機的葉片不是絕對空心的,在空腔內采用了壹些加強結構。後掠的作用是降低葉尖入口處相對馬赫數的法向分量,從而降低葉片的激波損失,提高風扇的效率。遄達900還采用了寬弦的鈦合金後掠風扇葉片,可見後掠設計已經逐漸成為風扇葉片的主流。安全殼系統由凱夫拉爾鋁復合材料制成,重量輕,耐腐蝕。GP7000高壓壓縮機吸收了GE公司從CF6、CFM56到GE90的設計經驗。其9級高壓壓氣機的壓比是19,比GE90發動機的10級高壓壓氣機減少了0.72,壓氣機數量減少了1。其特點是:采用三維氣動設計的低展弦比葉片具有更高的效率,能防止異物損傷和更好的失速裕度;采用熱匹配的機匣和轉子,減少了葉片間的摩擦,從而保證了較高的氣動性能;1級寬弦前掠整體葉盤簡化了裝配結構,降低了維護成本。
燃燒室為單環結構,結構簡單,廢氣排放低。火焰筒的內外壁由多孔氣膜冷卻,頭部裝有高壓空氣霧化噴嘴。單晶合金導流板可以提高頭部的耐久性,並具有良好的高溫抗氧化性。采用富油-快速混合-貧油燃燒的方案,優化了氣體在燃燒室的停留時間,降低了排放,滿足CAEP4現行和未來的排放標準,並有壹定的裕度。另壹方面也能滿足空氣復燃的要求。
高壓渦輪繼承了GE90的兩級軸流。渦輪轉子葉片由Rene N5單晶鎳基合金制成,輪盤由具有損傷容限的新型鎳基粉末合金制成,編號為ME3。這些材料是為超音速民用運輸機發動機研究的,其高溫強度、高溫低周疲勞壽命和高溫裂紋擴展都得到了改善和提高。高壓渦輪盤輪緣無孔提高強度,同時可以減少螺栓頭和螺母帶來的風阻損失,降低維護成本。
GP7000低壓渦輪的設計目標是通過高升力三維葉片設計與低壓渦輪各級導葉合理的周向相對位置相結合,提高效率,降低成本。浮動中心環用於密封低壓轉子,從而很好地控制徑向間隙。渦輪轉子葉片和定子葉片之間的軸向間隙的優化有助於降低發動機噪聲。
與勞斯萊斯的三旋翼結構不同,GP7000沿用了GE和普惠公司成熟的雙旋翼發動機結構,優點是結構簡單,軸承、油箱、密封件和車架更少。該單元結構簡化了發動機維護。普惠公司在PW4090上使用的緊湊、高剛度的高壓轉子和“脆性”軸承,可以提高性能保持能力,延長發動機在翼時間。
控制系統
GP7000的控制系統是GE公司提供的第三代全權限數字電子控制系統(FADEC III)。雖然FADEC III是在GE公司前兩代成功運行經驗的基礎上開發的,但第三代產品與其之前的FADEC裝置相比,速度快10倍,存儲容量大8倍,提供了更大的控制系統冗余,從而提高了發動機控制的可靠性,並具有未來技術升級的能力。它將成為未來所有GE大型民用發動機的標準配置。FADECⅲ在GP7000上使用之前,將在GE90-115B和CFM56-7上服役若幹年。FADEC III雙通道處理器可以完全操作所有發動機控制系統,允許單參數故障和各種多參數故障,而不會對發動機工作產生不利影響。當發動機檢測到兩個通道中的壹個出現故障時,FADEC III主動將主發動機控制系統切換到備用通道,並將故障通知發動機和飛機的故障監控系統。該功能得益於GP7000采用的新型模擬診斷技術。
FADEC III的高速處理器和大容量存儲將首次允許故障診斷邏輯添加到高度模擬的發動機性能模型中。通過計算“虛擬傳感器”的值,並與其他測量的發動機參數進行比較,可以識別是某個傳感器失效還是其他部件失效。
GP7000的電子定量碎屑監測器(QDM)可以消除定期手動檢查潤滑油系統中磁性碎屑探測器的需要。該設備已在GE90發動機上使用,運行證明了其可靠性。它可以準確地預測軸承或其他含油部件的異常損壞。
GP7000是FADEC第壹款具有高級信號過濾功能的發動機,可以隔離和診斷即將出現硬件損壞癥狀的振動。振動信號的預先確定便於決定是立即維修還是允許飛機繼續運行。
這些都會提高飛機的準點到達率,防止破壞性的發動機停在空中。
績效總結
GP7000有兩個不同推力級別的發動機,分別是GP7270,推力311KN,涵道比8.7,總壓比43.9,長4.75m,直徑3.16m,用於560t級的A380-800。GP7277推力340 kN,涵道比8.7,總壓比45.6,長度和直徑與GP7270相同,用於590噸級A380-800貨機。這兩臺發動機的推力在海拔30℃時保持不變。而且隨著A380飛機的推力要求越來越高,GP7000在相同的機架尺寸內,對風扇和高壓渦輪稍加修改,就可以使推力超過374 kN。
為了降低噪音,GP7000采用了大涵道比(9左右),降低了風扇壓比。風機轉子葉片與異形風機出口導流葉片之間采用大的軸向間距;優化低壓壓氣機和低壓渦輪上的轉子葉片和定子葉片數量,降低噪聲源;還設計了鋸齒形核心排氣噴嘴。“發動機聯盟”的目標是,配備GP7000的A380飛機在最大起飛重量時,能夠滿足倫敦希思羅機場QC1和QC2的噪聲級要求。
全機三維氣動設計,使GP7000的葉輪部件效率達到極高水平,提高了發動機的燃油效率,降低了運營成本,有助於實現A380最高14820公裏的設計航程。羅爾斯·羅伊斯公司的遄達900發動機是空客A380的起動發動機,也是首次設計。
發動機計劃於2003年3月投入運行。這種類型的發動機按計劃於2004年6月5438+10月獲得認證。
首架采用Trent 900發動機的A380飛機於2005年4月首飛。使生效
A型發動機的推力從70000磅到76500磅不等,但其認證推力高達80000磅。遄達900發動機至今已在A380飛機上累計飛行超過7500小時,並壹直在地面運行和飛行。
在飛機上完成了近30,000個循環。參與開發計劃的5架A380飛機中,有4架由羅爾公司制造。
勞斯萊斯引擎提供動力。在試驗計劃期間,特倫特900發動機被證明是壹個極其
可靠的發動機再次證明了勞斯萊斯在發動機設計中低風險方法的優勢。在飛行試驗中,該型發動機完成了嚴寒、極熱、高性能等極端試驗條件下的試驗,使得
A380飛機達到了運營中從未達到過的高度和速度,以及保持飛機飛行所需的最低要求。
速度。試驗結果優異,性能預測得到驗證,使遄達900發動機按計劃達到各項要求。
關鍵目標。遄達900發動機是A380飛機使用的最輕、最環保的發動機。這臺發動機是世界上最幹凈的。
大推力發動機也是A380飛機使用的最安靜的發動機。另外,發動機是勞斯萊斯。
該公司迄今制造的最大發動機直徑接近10英尺。該發動機已經通過了飛機的噪音認證,這表明它可以輕松滿足包括倫敦希思羅機場在內的機場的要求。
使用嚴格的QC1和QC2限制。希思羅機場是A380飛機的首發客戶,新航也計劃這樣做。
A380飛機的最初目的地之壹。新加坡航空公司計劃在2007年接收首架A380飛機。在11家選擇了A380發動機的航空公司客戶中,有7家選擇了遄達900發動機。
該發動機在已確認和意向飛機中的市場份額將達到565,438+0%。這7家航空公司是新加坡。
航空公司,維珍航空,澳航,漢莎,馬來西亞。
西亞航空、阿提哈德航空、南航。遄達900發動機自1995年遄達700發動機在A330上首飛以來,目前已開始制造。
德爾塔系列發動機7個成員中的第4個成員。羅爾斯·羅伊斯公司與全球合作夥伴共同開發了遄達900發動機。7公司作為風險
與西班牙的ITP和漢密爾頓分享收入,參與了發動機的研發計劃。
美國的Sundstrand、Goodrich和Honeywell,意大利的Avio。
瑞典沃爾沃航空公司和日本丸紅公司。此外,韓國三星科技(Samsung
Techwin)和日本川崎重工、石川島播磨重工也參與了該項目。遄達900發動機的“驚人數據”起飛時,A380的四臺遄達發動機提供的推力相當於3500多輛家用車的推力!發動機風扇每秒吸入超過1.25噸的空氣,當空氣離開發動機後部的噴嘴時,空氣加速到。
將近1,000 mph (1,600 km/h)。遄達發動機大修間隔約為13000飛行小時,相當於飛行700萬英裏...或者環遊世界。
250圈。特倫特發動機燃燒室中燃料的燃燒溫度高達2000攝氏度。因為當溫度超過1300攝氏度時,頭發
發動機某些部分的金屬會開始融化,所以發動機采用了精密的冷卻系統。