GE航空带有大量3D打印零部件的T901 发动机成功完成原型测试

Original 2017-10-12 3D科学谷 3D科学谷

2017年10月初，GE航空宣布成功完成了T901-GE-900 涡轮轴发动机原型的测试。这款发动机属于美国陆军改进型涡轮发动机项目（Improved Turbine Engine Program,ITEP）的一部分。测试结果表明，GE T901发动机的性能达到甚至超过ITEP 项目的要求，已为发动机的制造做好准备。

GE航空在T901发动机中使用了在GE 成熟的喷气式发动机中使用过的先进制造技术和高温材料，例如：在非常畅销的LEAP 和GE 9X 发动机制造中所使用的增材制造/3D打印技术。GE航空表示，T901发动机中也使用了大量的3D打印零部件，增材制造技术在T901发动机轻量化和性能提升方面起到了积极作用。本期，3D科学谷就与谷友们共同来了解一下GE T901 发动机以及发动机中使用的3D打印技术。

https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=a1326g3mwi2&width=500&height=375&auto=0

减少对部件装配的需要

优化空气动力学设计

美国军队使用的黑鹰和阿帕奇直升机，由于需要装载新的弹药和航空电子等设备而导致重量不断上升，因此为这些直升机配备具有更高动力的发动机被提上日程。ITEP 项目的目标正是为这类直升飞机生产出新型涡轮轴发动机，具体的目标是使发动机的动力提高50%，燃油效率提升25%，并能够降低生命周期成本。

图片来源：GE Aviation

单轴核心架构是T901发动机设计的关键，该设计实现了成本效益和战斗所需的灵活的模块化结构。单轴核心意味着压缩机和气体发生器中的所有旋转部件在一个轴上并以相同的速度旋转。相比之下，双轴芯结构是将压缩机分成两个独立的旋转转子，每个旋转转子由同心轴上单独的燃气涡轮机驱动。由于增加的阀芯需要额外的框架、附加轴和附加轴承，这些都增加了发动机的重量和复杂性。重量的增加会使直升机可用的有效载荷减少，同时将这种发动机整合到飞机中也会带来更大的挑战。双轴芯发动机的拆卸难度更大，维护成本更高。

GE的T901 发动机凭借卓越的压缩机技术满足了美国军队对于直升机动力性能和维修便捷性的需求，T901 发动机实现了更高的部件效率，改善了失速裕度，达到3,000轴马力。

图片来源：GE Aviation

T901 发动机使用了大量的3D打印零件，GE将利用生产先进涡轮螺旋桨（ATP）等飞机发动机的工厂和增材设计方式去设计与制造这些3D打印零件。

图片来源：GE Aviation

GE航空表示，通过传统的加工和制造方法，这类零件是由多个经过加工的铸件或锻件通过焊接/钎焊或螺栓连接件组装而成的。增材制造技术使GE 能够创建更为复杂的零件。3D科学谷了解到，在进行3D打印零件设计时，GE采用功能集成的一体式结构，这使得发动机中子部件的数量显著减少。例如，T901 中的某个3D打印零件，其原来的设计方式是由50多个子部件组装而成的。

GE 通过增材制造技术，减少了对装配部件的需求，从而降低了T901发动机的重量。同时，在进行3D打印零件设计时，GE 还尝试了更先进的空气动力学形状的设计思路，这对发动机性能、可靠性和耐用性的提升具有积极意义。

参考资料：

The Single Spool Core:

A proven design for performance and simplicity

下载资料，请加入3D科学谷3D产业链QQ群：529965687

查找往期文章，请登陆www.51shape.com,在首页搜索关键词

网站投稿请发送至editor@51shape.com

欢迎转载，如需加入白名单请将微信公众号回复至3D科学谷微信公众号

点击延伸阅读

3D打印与航空发动机白皮书

3D打印与航天制造业白皮书

通过混合增材制造，GE提高涡轮叶片修复效率