A380的动力装置之二--GP7000

只是青年 · 发表于 2007-12-30 19:23:44

新一代宽体远程客机 A380的另一款在研动力装置是由GE和普惠"发动机联盟"研制的 GP7000。"发动机联盟"成立于1996年8月，是GE和普惠投资各占50%的有限责任公司，该公司负责开发、制造、销售新一代超大型（450座以上）宽体长航线客机系列的发动机，并为之提供技术支持。A380一旦服役，将成为航空史上有效载荷最大的民用飞机，最初型号的航程为7650海里到8000海里，计划以后还要扩大航程，因而需要可靠的新推力级（310～340千牛左右）的航空发动机。
　　　　GP7000是由GE公司的GE90和普惠公司的PW4090这两款ETOPS（双发延程运行）发动机发展而来的，是一款基于成熟技术且不断改进的衍生体，恰好与罗·罗公司为A380设计遄达900的思路不谋而合。遄达900 和GP7000是全新的发动机，但是他们所用的技术都是基于已经验证过的成熟技术，再以此为基础，不断改进创新，然后水到渠成--成功开发出相当推力级的发动机。
　　
　　部件特色
　　
　　GP7000的机械部件由GE的核心机加上普惠的低压部分和齿轮箱组成。GE的核心机包括：9级高压压气机，2级高压涡轮和低排放的单环燃烧室；普惠低压部分则包括：1级风扇，5级低压压气机，6级低压涡轮。
　　
　　风扇采用空心钛合金宽弦后掠风扇叶片，这种叶片是为减轻风扇振动、提高抗外物损伤能力和减轻叶片质量而研究的，普惠在PW4084上已有运用。空心风扇叶片并不是绝对空心的，在空腔中采用了一些加强的结构，而后掠的作用是降低叶尖进口相对马赫数的法向分量，从而降低叶片的激波损失，提高风扇的效率。而遄达900也采用了宽弦的钛合金后掠风扇叶片，可见，掠形设计已逐渐成为风扇叶片的主流。包容系统采用凯夫拉-铝的复合材料，重量轻且抗腐蚀。 GP7000的高压压气机吸收了GE公司从CF6，CFM56到GE90的设计经验，其9级高压压气机的压比为19，由GE90发动机的10级高压压气机按0.72的比例缩小，并减少1级压气机。其特点是：使用三维气动设计的低展弦比叶片，具有更高效率、可防止外物损伤和更好的失速裕度；使用热匹配机匣和转子使叶片间摩擦减少，从而保证了较高的气动性能；1级宽弦前掠整体叶盘简化了装配结构，减少了维修费用。
　　
　　燃烧室是结构简单、低废气排放量的单环结构，火焰筒内外壁均有多孔气膜冷却，头部有高压空气雾化喷嘴，采用单晶合金折流器，可提高头部耐久性，具有较好的高温抗氧化能力。采用富油-快速掺混-贫油燃烧方案，优化了燃气在燃烧室的滞留时间，减少了排放以满足目前和未来的CAEP4排放标准，并有一定的裕度。另一方面也可满足空中再点火的要求。
　　
　　高压涡轮继承了GE90的2级轴流式。涡轮转子叶片用Rene N5单晶镍基合金铸成，轮盘采用具有损伤容限能力的编号为ME3的新型镍基粉末合金。这些材料是为超声速民用运输机发动机研究的，其高温强度、高温低周疲劳寿命和高温裂纹扩展都有所提高和改善。高压涡轮盘轮缘上不开孔以提高强度，同时可减少因螺栓头及螺帽引起的风阻损失，且能降低维修费用。
　　
　　GP7000低压涡轮的设计目标是提高效率和降低成本，途经是高升力的三维叶片设计与低压涡轮各级导向器叶片周向相对位置合理布局相结合。低压转子内采用浮动中心环封严，较好地控制了径向间隙。涡轮转子叶片和静子叶片轴向间隙的优化有助于降低发动机噪声。
　　
　　与罗·罗公司的三转子结构不同，GP7000沿用了GE和普惠运用成熟的双转子发动机结构，优点是结构简单，轴承、油槽、封严件和框架较少。单元体结构简化了发动机的维修。紧凑、高刚性的高压转子，以及普惠公司在PW4090上就已使用的"易脆"轴承，可提高性能保持能力并延长发动机的在翼时间。
　　
　　控制系统
　　
　　GP7000的控制系统是GE公司提供的第三代全权限数字式电子控制系统（FADEC III）。FADEC III虽然是基于GE公司前两代成功运营经验而开发的，但相对于其先前的FADEC装置，第三代产品的速度快10倍，存储能力大8倍，提供了更大的控制系统余度，从而提高了发动机控制的可靠性，且具备今后技术升级的能力。它将成为未来所有GE公司大型民用发动机的标准配置。在GP7000上使用前，FADEC Ⅲ将在GE90-115B和CFM56-7上先服务若干年。 FADEC III双通道处理器能全面操作所有发动机控制系统，容许单参数故障和各类多参数故障，而不会对发动机的工作造成不利影响。当发动机探测到两个通道中有一个失效状况，FADEC III主动将主发动机控制系统转移给备份通道，并将故障通知发动机和飞机的故障监视系统。这样的功能得益于GP7000采用了新的模拟诊断技术。
　　
　　FADEC III的高速处理器和大容量储存器将首次允许在高度仿真的发动机性能模型中加入故障诊断逻辑，通过计算"虚拟传感器"值并与其他测得的发动机参数进行比较，可鉴别出是一个传感器失效还是其他部件的问题。
　　
　　GP7000的电子定量屑末监视器（QDM）可省去定期人工检查滑油系统中的磁性屑末探测器。GE90发动机上就已使用这一设备，并通过运营已证明其可靠性，它可对一个轴承或是其他滑油浸润部件非正常损坏做出准确的预报。
　　
　　GP7000是第一款在FADEC中拥有先进信号滤波能力的发动机，这种信号滤波能力可隔离和诊断即将出现硬件损坏征候的振动。振动信号的预先确定便于决定是立即维修，还是允许飞机继续运营。
　　
　　所有这些都将提高飞机准点到达率和防止破坏性的发动机空中停车。
　　
　　性能综述
　　
　　GP7000具有可用于A380客机和货机的两个不同推力级的发动机，即：GP7270，推力为311千牛，涵道比为8.7，总压比为43.9，长度为4.75米，直径为3.16米，用于560吨级的A380-800客机；GP7277，推力为340千牛，涵道比仍为8.7，总压比为45.6，长度和直径都与GP7270一致，用于590吨级的A380-800货机。这两款发动机的推力在海平面上30℃的温度下都保持不变。而且随着A380飞机对推力要求的增加，GP7000在同样的框架尺寸内对风扇和高压涡轮稍作修改就能使推力超过374千牛。
　　
　　为减小噪声，GP7000采用了较大的涵道比（约为9），降低了风扇压比；在风扇转子叶片和专门造型的风扇出口导向叶片之间采取了大的轴向间距；在低压压气机和低压涡轮上优化转子叶片和静子叶片数目，以降低源噪声；还设计了锯齿形的核心排气喷管。"发动机联盟"的目标是装备了GP7000的A380飞机在最大起飞重量时还能满足伦敦希思罗空港的QC1、QC2噪声水平要求。
　　
　　通体三维气动设计使GP7000的叶轮机部件效率达到很高的水平，改善了发动机的燃油效率，降低了运行成本，有助于实现A380长达14820千米的设计航程.

hainan1206 · 发表于 2010-1-19 12:28:49

学习学习，估计没有机会玩了。

bing_12345cn · 发表于 2010-1-19 22:26:16

学习学习，估计没有机会玩了。<div class=\"tal s3\">

bing_12345cn 于 2010-01-19 22:27 又补充说</div>习，估计没有机会玩了。

f214216709 · 发表于 2010-8-9 16:40:21

非常先进的发动机呀

luck108 · 发表于 2010-8-9 20:07:00

长了点知识？不是GNX发动机？

张三 · 发表于 2010-11-25 16:31:45

好东西啊 <div class=\"tal s3\">

张三于 2010-11-25 16:32 又补充说</div>Re:A380的动力装置之二--GP7000
就是不知道川大900怎么样？做一个对比

77778888 · 发表于 2010-11-25 20:41:15

貌似已知的380都是RR的

wylllj0987 · 发表于 2010-11-25 20:48:19

握得以难扫iyf<div class=\"tal s3\">

wylllj0987 于 2010-11-25 20:57 又补充说</div>Re:A380的动力装置之二--GP7000
毛iysafdljkhfaadsfadsas

chailoong · 发表于 2010-11-26 09:46:08

特别的地方

beiliang · 发表于 2010-11-26 13:13:11

回个帖子红啊男呀！

小狼儿 · 发表于 2010-11-26 21:39:26

想去罗罗

zlj0760 · 发表于 2010-11-28 21:02:02

这么先进的发动机啊
恐怕是没有机会接触了啊

zhaozhiliao · 发表于 2011-3-10 18:18:06

看了下

大鸟 · 发表于 2011-3-10 21:27:43

非常先进的发动机呀

素人中出 · 发表于 2011-5-25 22:40:17

真长见识！谢谢LZ！

ongguli · 发表于 2011-5-27 22:19:11

看来现在发展航空发动机的费用太大，基本都组建合资公司来干了。

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