飞机螺栓论文摘要

空客A380***有两款发动机可供选择:GP7000和Trent 900。发动机联盟成立于1996年8月,是由GE投资50%,普惠投资50%的有限责任公司。该公司负责新一代超大型(450座以上)宽体客机系列发动机的研发、制造、销售和技术支持。一旦服役,A380将成为航空史上载重量最大的民用飞机。原机型航程为7650海里至8000海里,未来还计划扩大航程,因此需要可靠的新推力级别(约310 ~ 340 kN)的航空发动机。

GP7000由GE公司的GE90和普惠公司的PW4090发展而来。ETOPS是基于成熟技术并不断改进的衍生产品,这与罗尔斯·罗伊斯公司为A380设计遄达900的理念不谋而合。遄达900和GP7000是全新的发动机,但它们所采用的技术都是基于经过验证的成熟技术,并在此基础上不断改进和创新,然后效仿——成功研制出相当推力水平的发动机。

组件特征

GP7000的机械部分由GE的核心机、普惠的低压部分和变速箱组成。GE的核心机包括:9级高压压气机、2级高压涡轮、低排放单环燃烧室;普惠的低压部分包括:1级风机、5级低压压气机、6级低压涡轮。

风扇采用中空钛合金宽弦后掠风扇叶片,为降低风扇振动,提高抗外物损伤能力,降低叶片质量而研究,普惠已用于PW4084。空心风机的叶片不是绝对空心的,在空腔内采用了一些加强结构。后掠的作用是降低叶尖入口处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。遄达900还采用了宽弦的钛合金后掠风扇叶片,可见后掠设计已经逐渐成为风扇叶片的主流。安全壳系统由凯夫拉尔铝复合材料制成,重量轻,耐腐蚀。GP7000高压压缩机吸收了GE公司从CF6、CFM56到GE90的设计经验。其9级高压压气机的压比是19,比GE90发动机的10级高压压气机减少了0.72,压气机数量减少了1。其特点是:采用三维气动设计的低展弦比叶片具有更高的效率,能防止异物损伤和更好的失速裕度;采用热匹配的机匣和转子,减少了叶片间的摩擦,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,降低了维护成本。

燃烧室为单环结构,结构简单,废气排放低。火焰筒的内外壁由多孔气膜冷却,头部装有高压空气雾化喷嘴。单晶合金导流板可以提高头部的耐久性,并具有良好的高温抗氧化性。采用富油-快速混合-贫油燃烧的方案,优化了气体在燃烧室的停留时间,降低了排放,满足CAEP4现行和未来的排放标准,并有一定的裕度。另一方面也能满足空气复燃的要求。

高压涡轮继承了GE90的两级轴流。涡轮转子叶片由Rene N5单晶镍基合金制成,轮盘由具有损伤容限的新型镍基粉末合金制成,编号为ME3。这些材料是为超音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得到了改善和提高。高压涡轮盘轮缘无孔提高强度,同时可以减少螺栓头和螺母带来的风阻损失,降低维护成本。

GP7000低压涡轮的设计目标是通过高升力三维叶片设计与低压涡轮各级导叶合理的周向相对位置相结合,提高效率,降低成本。浮动中心环用于密封低压转子,从而很好地控制径向间隙。涡轮转子叶片和定子叶片之间的轴向间隙的优化有助于降低发动机噪声。

与劳斯莱斯的三旋翼结构不同,GP7000沿用了GE和普惠公司成熟的双旋翼发动机结构,优点是结构简单,轴承、油箱、密封件和车架更少。该单元结构简化了发动机维护。普惠公司在PW4090上使用的紧凑、高刚度的高压转子和“脆性”轴承,可以提高性能保持能力,延长发动机在翼时间。

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电子控制系统(FADEC III)。虽然FADEC III是在GE公司前两代成功运行经验的基础上开发的,但第三代产品与其之前的FADEC装置相比,速度快10倍,存储容量大8倍,提供了更大的控制系统冗余,从而提高了发动机控制的可靠性,并具有未来技术升级的能力。它将成为未来所有GE大型民用发动机的标准配置。FADECⅲ在GP7000上使用之前,将在GE90-115B和CFM56-7上服役若干年。FADEC III双通道处理器可以完全操作所有发动机控制系统,允许单参数故障和各种多参数故障,而不会对发动机工作产生不利影响。当发动机检测到两个通道中的一个出现故障时,FADEC III主动将主发动机控制系统切换到备用通道,并将故障通知发动机和飞机的故障监控系统。该功能得益于GP7000采用的新型模拟诊断技术。

FADEC III的高速处理器和大容量存储将首次允许故障诊断逻辑添加到高度模拟的发动机性能模型中。通过计算“虚拟传感器”的值,并与其他测量的发动机参数进行比较,可以识别是某个传感器失效还是其他部件失效。

GP7000的电子定量碎屑监测器(QDM)可以消除定期手动检查润滑油系统中磁性碎屑探测器的需要。该设备已在GE90发动机上使用,运行证明了其可靠性。它可以准确地预测轴承或其他含油部件的异常损坏。

GP7000是FADEC第一款具有高级信号过滤功能的发动机,可以隔离和诊断即将出现硬件损坏症状的振动。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行。

这些都会提高飞机的准点到达率,防止破坏性的发动机停在空中。

绩效总结

GP7000有两个不同推力级别的发动机,分别是GP7270,推力311KN,涵道比8.7,总压比43.9,长4.75m,直径3.16m,用于560t级的A380-800。GP7277推力340 kN,涵道比8.7,总压比45.6,长度和直径与GP7270相同,用于590吨级A380-800货机。这两台发动机的推力在海拔30℃时保持不变。而且随着A380飞机的推力要求越来越高,GP7000在相同的机架尺寸内,对风扇和高压涡轮稍加修改,就可以使推力超过374 kN。

为了降低噪音,GP7000采用了大涵道比(9左右),降低了风扇压比。风机转子叶片与异形风机出口导流叶片之间采用大的轴向间距;优化低压压气机和低压涡轮上的转子叶片和定子叶片数量,降低噪声源;还设计了锯齿形核心排气喷嘴。“发动机联盟”的目标是,配备GP7000的A380飞机在最大起飞重量时,能够满足伦敦希思罗机场QC1和QC2的噪声级要求。

全机三维气动设计,使GP7000的叶轮部件效率达到极高水平,提高了发动机的燃油效率,降低了运营成本,有助于实现A380最高14820公里的设计航程。罗尔斯·罗伊斯公司的遄达900发动机是空客A380的起动发动机,也是首次设计。

发动机计划于2003年3月投入运行。这种类型的发动机按计划于2004年6月5438+10月获得认证。

首架采用Trent 900发动机的A380飞机于2005年4月首飞。使生效

A型发动机的推力从70000磅到76500磅不等,但其认证推力高达80000磅。遄达900发动机至今已在A380飞机上累计飞行超过7500小时,并一直在地面运行和飞行。

在飞机上完成了近30,000个循环。参与开发计划的5架A380飞机中,有4架由罗尔公司制造。

劳斯莱斯引擎提供动力。在试验计划期间,特伦特900发动机被证明是一个极其

可靠的发动机再次证明了劳斯莱斯在发动机设计中低风险方法的优势。在飞行试验中,该型发动机完成了严寒、极热、高性能等极端试验条件下的试验,使得

A380飞机达到了运营中从未达到过的高度和速度,以及保持飞机飞行所需的最低要求。

速度。试验结果优异,性能预测得到验证,使遄达900发动机按计划达到各项要求。

关键目标。遄达900发动机是A380飞机使用的最轻、最环保的发动机。这台发动机是世界上最干净的。

大推力发动机也是A380飞机使用的最安静的发动机。另外,发动机是劳斯莱斯。

该公司迄今制造的最大发动机直径接近10英尺。该发动机已经通过了飞机的噪音认证,这表明它可以轻松满足包括伦敦希思罗机场在内的机场的要求。

使用严格的QC1和QC2限制。希思罗机场是A380飞机的首发客户,新航也计划这样做。

A380飞机的最初目的地之一。新加坡航空公司计划在2007年接收首架A380飞机。在11家选择了A380发动机的航空公司客户中,有7家选择了遄达900发动机。

该发动机在已确认和意向飞机中的市场份额将达到565,438+0%。这7家航空公司是新加坡。

航空公司,维珍航空,澳航,汉莎,马来西亚。

西亚航空、阿提哈德航空、南航。遄达900发动机自1995年遄达700发动机在A330上首飞以来,目前已开始制造。

德尔塔系列发动机7个成员中的第4个成员。劳斯莱斯公司与全球合作伙伴一起开发了Trent 900发动机。7公司作为风险

发动机的研发计划由收入* * *(revenue * * *)的合作伙伴参与,即:西班牙的ITP和汉密尔顿。

美国的Sundstrand、Goodrich和Honeywell,意大利的Avio。

瑞典沃尔沃航空公司和日本丸红公司。此外,韩国三星科技(Samsung

Techwin)和日本川崎重工、石川岛播磨重工也参与了该项目。遄达900发动机的“惊人数据”起飞时,A380的四台遄达发动机提供的推力相当于3500多辆家用车的推力!发动机风扇每秒吸入超过1.25吨的空气,当空气离开发动机后部的喷嘴时,空气加速到。

将近1,000 mph (1,600 km/h)。遄达发动机大修间隔约为13000飞行小时,相当于飞行700万英里...或者环游世界。

250圈。特伦特发动机燃烧室中燃料的燃烧温度高达2000摄氏度。因为当温度超过1300摄氏度时,头发

发动机某些部分的金属会开始融化,所以发动机采用了精密的冷却系统。