GE航空集团对陶瓷基复合材料进行点火测试
GE航空集团近期在一台燃烧室和涡轮内采用了GE9X CMC部件的GEnx验证发动机上进行了测试。
新浪航空讯 陶瓷基复合材料(CMC)在GE航空集团的技术路线图上是一条关键路径。GE航空集团近期在一台燃烧室和涡轮内采用了GE9X CMC部件的GEnx验证发动机上进行了测试，这种超轻耐热材料的测试结果令人印象深刻。
在GE喷气发动机的热端部件上采用CMCs是一项喷气推进产业的重大突破。此次验证发动机测试是将为波音777X提供动力的GE9X发动机技术成熟项目的一部分。GEnx发动机在燃烧室和高压涡轮(HPT)中采用了CMC部件。
“在美国俄亥俄州Peebles的GE试验台和意大利那不勒斯的Avio Aero试车台上，GEnx验证发动机共累计进行了2800次循环耐久性试验，”GE航空集团GE90/GE9X发动机项目总经理比尔。密尔汉姆(Bill Millhaem)介绍说。“当试验后把发动机拆下时，CMC部件几乎和原来装机时的状态一样，这进一步肯定了CMCs的独特特性。”
CMC材料是在碳化硅基体上结合了碳化硅(SiC)陶瓷纤维，并通过专有涂层技术进行强化。20多年来，GE全球研发中心(GRC)和GE工业部门的科学家们一直致力于开发CMCs的商业应用。
这些超轻的CMC部件的密度只有金属合金的三分之一，从而降低了发动机的整体重量，提高了燃油效率。CMC的耐高温属性大大提高了发动机的性能、耐久性和燃油经济性。CMC材料比金属合金更耐热，因此发动机热端部件只需要更少的冷却空气。节省下来的这部分空气可在发动机气路发挥作用，使其更高效地运转。
GE正在将CMC材料应用于商用喷气发动机。CFM国际公司*最畅销的LEAP发动机是业界第一个在高压涡轮部件上采用陶瓷基复合材料罩环的商用喷气发动机。GE9X发动机将把陶瓷基复合材料的应用扩展到燃烧室内外衬套、高压涡轮一级和二级导向器以及一级罩环上。
GEnx CMC验证发动机还验证了GE9X的非陶瓷基复合材料部件，包括由Avio Aero生产、采用了3D增材制造方法制造的新型超轻低压涡轮钛铝合金(TiAl)叶片，以及采用了先进冷却技术的新一代高压涡轮一级叶片。新一代高压涡轮叶片采用了GE研发中心发明的专有工艺，该工艺在GE航空集团在俄亥俄州Dayton的核心机及铸造工厂实现了工业化。这项新颖的工艺采用了迄今为止最高效的冷却循环系统，与之前的设计相比大幅提高了燃油效率。
GE航空集团将继续对GE9X发动机进行CMC相关测试，并重新制造GEnx验证发动机，并进行相同的燃烧室衬套、高压涡轮一级罩环和二级喷嘴、低压涡轮钛铝合金叶片和新一代高压涡轮叶片，并增加高压涡轮一级喷嘴的试验。一台在燃烧室和高压涡轮采用了CMC部件的GE9X核心机将从下月开始测试。
欲了解GE如何生产CMC材料的信息，请访问http://youtu.be/666VH25FeG0。欲了解有关Avio Aero的3D增材制造工艺的更多信息，请访问http://www.gereports.com/post/94658699280/this-electron-gun-builds-jet-engines。
GE9X发动机的推力将在10万磅级。其主要特性包括：直径为134英寸的复合材料风扇机匣和16个复合材料风扇叶片；新一代压比为27∶1的11级高压压气机；可提高效率并降低排放的第三代TAPS III燃烧室；以及采用CMC材料的燃烧室和涡轮。首台发动机试验计划在2016年进行，2017年将在GE的飞行试验台上进行飞行试验。发动机计划将于2018年取得适航证。
自从在波音777X飞机项目上启动以来，GE9X发动机的订单已达近700台。
IHI公司、斯奈克玛公司和Techspace Aero(赛峰集团)以及MTU航空发动机公司均参与了GE9X发动机项目。
