【行业动态】世界最大航空发动机GE9X的新材料CMC部件完成测试

2017-01-24 Allen 两机动力控制

导读：
2017年1月23日，美国通用电气GE公司表示，已经成功完成了GE9X发动机陶瓷基复合材料CMC(ceramic matrix composite)部件测试的第二阶段，此次测试是将CMC部件安装在一台GEnx工程验证机上进行的。

CMC材料还将用于GE9X发动机的燃烧室和涡轮上，为波音777X客机提供强劲动力。

GE 9X发动机是世界上最大的航空发动机，它可以提供约100,000磅推力，拥有直径约3.4米的复合风扇机匣，以及16片第4代碳纤维复合材料风扇叶片。其它特性还包括：新一代压比达27：1的11级高压压气机、高效率和低排放的第3代TAPS III燃烧室、以及采用陶瓷基复合材料CMC的燃烧室和涡轮。

这台工程验证发动机在最近一轮的测试中，累积运行了1800个热力循环，其中包括暴露在灰尘和碎屑等恶劣环境条件下。GE公司称碎屑暴露的水平相当于约3,000起飞和着陆循环。

对于第二轮测试，工程验证发动机还使用了与2015年9月第一轮测试相同的CMC燃烧器内衬，高压涡轮第1级机匣和高压涡轮第2级CMC静叶，并新增加了高压涡轮第1级CMC静叶。

CMC材料是在碳化硅基体上结合了碳化硅陶瓷纤维，并有专有涂层强化，它的重量只有同等体积金属合金的三分之一，从而提高了发动机的燃料效率和耐久性。

此外，CMC比金属合金更耐热，在工作过程中，需要的冷气量也更少，从而使得主流道中更多的空气用来做功，从而也提高了发动机的性能，耐用性和燃料经济性

GEnx CMC工程验证发动机也增加了一些非CMC材料的GE9X发动机部件，包括采用新型3D技术制造的轻质低压涡轮机钛铝叶片和采用先进冷却技术的下一代高压涡轮第1级动叶。

GE9X发动机计划的型号认证工作将于今年上半年开始，并在GE航空飞行测试平台上进行飞行测试，该发动机的型号认证TC预计在2018年获得。

值得一提的是，GE公司在GE9X发动机研发上投入不少，光2014年，GE公司就投入超过10亿美元，其中有约3亿美元用于新的GE9X发动机技术成熟化测试。测试项目包括通用推进模拟器(UPS)风扇性能测试，以及GEnx发动机CMC部件测试。

2015年9月，装有多个CMC部件的GEnx工程验证发动机累计完成了2800个耐久性循环试验，试验是分别在意大利那不勒斯AVIO AERO试车台和美俄亥俄州皮布尔斯试车台上进行，试验结果好于预期：当发动机报废时，CMC部件仍然处于完全正常的崭新状态，这也进一步证实了CMC技术的独特之处。

2015年12月对全新的GE9X发动机核心机样机进行测试,2016年2月，GE宣布首台完整的GE 9X航空发动机总装。

日本石川岛重工，法国赛峰飞机发动机公司，法国赛峰航空助推器公司和德国MTU航空发动机公司都参与GE9X发动机项目。