제너럴 일렉트릭 GE9X

General Electric GE9X
보잉 787에 동력을 공급하는 비슷한 이름의 엔진에 대해서는 General Electric GNX를 참조하십시오.
GE9X
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GE9X는 2019년 3월 출시 당시 777X의 산하에 있었다.
유형 터보팬
원산지 미국
제조원 GE 에비에이션
첫 번째 실행 2016년 4월
주요 응용 프로그램 보잉 777X
개발처 제너럴 일렉트릭 GE90

제너럴 일렉트릭 GE9X는 GE 에비에이션이 보잉 777X 전용으로 개발한 하이바이패스 터보팬이다.그것은 2016년 4월에 지상에서 첫 비행을 했고 2018년 3월 13일에 첫 비행을 했다; 그것은 2020년 초에 777-9의 첫 비행을 추진했다.2020년 9월 25일 연방항공청(FAA) 유형 인증을 받았다.General Electric GE90은 대형 팬, 세라믹 매트릭스 컴포지트(CMC)와 같은 고급 재료 및 높은 바이패스 및 압축비를 갖추고 있어 이전 모델에 비해 연비가 10% 향상되었습니다.110,000파운드힘(490kN)의 추력 정격으로, 이전 모델인 115,000파운드힘(510kN)의 GE90-115보다 5,000파운드힘(20kN)이 적습니다.

발전

2012년 2월, GE는 새로운 보잉 777X의 -8/9 변종 모두에 동력을 공급하기 위한 보다 효율적인 엔진 파생 모델인 GE9X에 대한 연구를 발표했습니다.이는 추력을 갖춘 GE90-115B가 [1]엔진당 99,500lbf(443kN)의 새로운 정격으로 15,800lbf(70kN) 감소한 것과 동일한 128인치(325cm)의 팬 직경을 특징으로 합니다.777-8X의 엔진은 88,000파운드힘(390kN)[2]으로 감압될 예정이었습니다.

2013년에는 팬 직경이 3.5인치(9cm) 증가한 132인치(335cm)[3]로 변경되었습니다.2014년에는 추력이 102,000파운드힘에서 105,000파운드힘(450~470kN)으로 약간 증가했으며 팬 직경은 1.5인치(4cm)에서 133.5인치(339cm)[4]로 증가하였다.2016년 정가는 4,140만 [5]달러였다.

첫 번째 엔진은 2016년에 지상 시험을 거쳐 2017년에 비행 시험을 시작하고 [6]2018년에 인증을 받을 것으로 예상되었다.지연으로 인해 첫 [7]비행시험은 2018년 3월에 이루어졌으며,[8] 인증은 2019년 말에 이루어질 것으로 예상된다.

지상 시험

첫 번째 테스트 엔진(FETT)은 2016년 [9]4월에 첫 번째 테스트를 완료했습니다.375 사이클과 335시간의 테스트 시간을 통해 공기역학적 성능, 기계적 시스템 검증 및 열 가열 검증을 [10]위해 (모듈 집합이 아닌 시스템으로서) 아키텍처를 검증했습니다.

GE9X는 2017년 [11]겨울에 아이싱 테스트를 거쳤다.FETT는 마침내 지면 안개 또는 자연 결빙 조건과 같은 50개의 한랭 기후 테스트 지점에 사용되었으며, 몇 개의 피벗에 대한 적층 제조를 사용한 부품을 한 달 내에 조정하는 등의 사소한 수정이 포함되었습니다.2017~2018년 겨울 매니토바주 [10]위니펙에서 아이싱 인증 및 평가를 마쳤습니다.

고공 조건을 시뮬레이션하기 위한 테스트가 완료된 GE9X에는 GEnx의 문제였던 얼음 결정 결빙(코어 결빙)이 없어야 합니다.이것은 이제 전통적인 라이메 얼음뿐만 아니라 더 잘 이해되고 있다.GENX를 위해 개발된 개선 사항은 가변 바이패스 밸브 도어입니다. 즉, 공기 흐름이 부스터와 고압 압축기 사이의 흐름 경로 안쪽으로 열리면서 얼음과 모래가 [10]코어로 유입되는 것을 방지하기 위해 자연스럽게 배출됩니다.

효율 목표를 달성하기 위해서는 FETT와 세컨드 테스트 엔진(SETT) 간의 사소한 조정이 중요합니다. LP 터빈 입구로 들어가는 HP 터빈 출구 사이의 후두부에서 터빈 핀치 지점이 컴프레서, 터빈 및 134.5인치(342cm) 팬의 작동 라인을 설정하도록 변경됩니다.11단계 HP 컴프레서의 후단 블레이드는 높이가 25mm(1인치)를 조금 넘습니다.HP 압축기 프론트 엔드 팁 간극은 2013년 초 초기 테스트 이후 압축기가 미세 조정됨에 따라 수정되었습니다.SET는 흐름 함수와 조작성 설계 포인트를 충족하는 것으로 보입니다.이 테스트는 FETT 13개월 후인 2017년 5월 16일 오하이오주 피블스에서 시작되었으며, 최종 인증 [10]생산 표준에 따라 제작된 것은 이번이 처음이다.FAA 150시간 블록 테스트를 위한 극한 테스트 조건 동안 가변 스테이터 베인(VSV) 액추에이터 레버 암이 고장 났고 재설계가 3개월 [12]지연으로 이어졌습니다.2018년 [13]5월까지 4개의 시험 엔진이 추가되었다.

인증 프로그램은 2017년 [11]5월에 시작되었습니다.8개의 다른 테스트 엔진이 인증 캠페인에 참여하며, 추가로 보잉 나셀로 구성된 ETOPS 인증을 위한 엔진 1개가 참여하게 된다.오하이오주 Evendale에서 가동될 코어, 항공기계 및 진동 테스트용 고도 테스트 셀 및 테스트 엔진 003, 004 및 007은 2017년에 완성될 예정이며, 세 번째 엔진은 올해 말 캘리포니아 빅터빌에서 테스트 베드를 비행하기 전에 3분기에 지상 테스트될 예정입니다.2018년 초부터 규정 준수 엔진 8개와 예비 부품 한 쌍이 4대의 777-9 비행 시험 [10]항공기에 제공될 예정입니다.형식인증은 2018년 [14]4분기에 실시될 예정이다.

2017년 11월 10일, 그것은 피블스에서 134,300파운드힘(597kN)의 최고 추진력에 도달했고,[15] 이는 2002년에 세워진 GE90-115B 127,900파운드힘(569kN) 기록을 경신하는 기네스 세계 신기록을 세웠다.그때까지 5개의 엔진이 시험 가동되었다.[16]두 번째 엔진은 최대 팬 속도, 최대 코어 속도 및 최대 배기 가스 온도와 같은 3중 적색 라인 조건에서 작동 한계에서 FAA 150시간 블록 테스트를 통과합니다.세 번째 엔진은 피블스에 있고 다섯 번째 엔진은 2017년 말부터 아이싱 테스트를 위해 위니펙으로 이동하며 다른 세 개의 엔진은 현재 조립 중입니다.최초 777X 비행 시험 엔진은 2019년 [17]초 777-9 비행을 위해 2018년에 출하될 예정이다.인증 테스트의 1/4은 2018년 5월까지 수행되었습니다. 즉, 결빙, 옆바람, 흡입구, 팬 및 부스터 공기역학, 터빈 공기역학 및 열 [13]조사입니다.

비행 시험

GE 추진 시험 플랫폼 보잉 747-400

GE90보다 크기 때문에 기존 747-100 GE 테스트베드가 아닌 더 큰 주 기어 스트럿과 더 큰 타이어를 장착한 보잉 747-400에만 장착되며, 테스트된 엔진은 원래 GE [14]CF6보다 5° 더 기울어져 있습니다.보잉사는 테스트베드를 [10]위해 특별히 설계된 대형 주탑을 건설했다.19피트(580cm)의 지주 위에 매달려 있는 이 프로그램의 네 번째 엔진은 2017년 말에 비행 시험을 시작하기 위해 11월에 장착되었습니다.134인치(340cm) 팬은 174인치(440cm) 나셀에 포장되어 있으며, 1.5피트(0.46m)의 지면 [17]간극이 있다.CF6-80C2 및 주탑의 17,000파운드(7.7t)[18]에 비해 주탑과 날개 보강을 통해 40,000파운드(18t)의 무게가 나간다.

2018년 2월, GE9X의 첫 비행은 HPC 가변 스테이터 베인(VSV) 레버 암에서 발견된 문제로 인해 지연되었다.이것들은 실가동 엔진용으로 변경되지만 흐름에는 영향을 주지 않습니다.또한 루틴 A Check에서 747 테스트베드의 CF6 [19]엔진에서 팬 케이스 부식 및 HP 터빈 날개 한계를 발견했습니다.3월 13일 VSV 외부 레버 [7]암의 이전 디자인으로 처음 비행했다.5월 초, 18회의 비행과 110시간 후에 2회의 첫 비행 시험 단계가 마무리되었다. 항공기와 시스템을 확인한 후, GE9X의 고고도 외피를 탐사하고 크루즈 성능을 평가한 후, 2단계는 3분기에 [13]시작될 예정이다.

2018년 10월까지 인증의 절반이 완료되었으며, 주로 오하이오주 피블스에서 8개의 시제품이 사용됩니다. #1은 저장될 것입니다. 블레이드 아웃은 이륙 동력에서 #2의 허브에서 의도적으로 분리될 것입니다. 옆바람 지상 시험 후 #3은 추력 역전기 캐스케이드 어셈블리의 주기 및 하중 시험에 사용됩니다. 공중 #4 Wi.11월부터 3월까지 인증 비행 테스트를 위한 저고도 같은 비행 외피 가장자리를 더 탐색할 것입니다. 5위는 ETOPS 인증 전 진동 수준을 확인하기 위해 불균형 내구성을 테스트합니다. 6위는 2018년 후반에 섭취 테스트를 통과합니다. 7위는 LP 터빈 과열 테스트 후, 위니펙에서 두 번째 결빙 캠페인을 견딜 것입니다.마니토바; 8위는 트리플 레드라인 FAA 150h 내구 테스트를 위해 10월 중순까지 준비될 것이다.미국 워싱턴주 에버렛에는 11월부터 예비 엔진 2개 외에 8개의 준거 엔진이 설치돼 2019년 대부분의 비행시험을 마치고 [12]2020년 가동될 예정이다.

18편의 비행으로 이루어진 2단계는 12월 10일 시작되어 같은 해 FAA 인증 이전인 2019년 1분기까지 소프트웨어와 핫 및 하이 성능을 평가하였다.그때까지, 물 섭취, 과열 및 옆바람 테스트는 블레이드 아웃, 우박석, 조류 섭취 및 블록 또는 내구성 테스트 전에 완료되었다.비행 시험은 캘리포니아 빅터빌에서 진행되며 시애틀, 콜로라도 스프링스, 알래스카 페어뱅크스, 애리조나 [20]유마까지 이어진다.

2019년 1월 4일까지 8번의 시험 비행과 55시간의 실행 시간이 [21]완료되었다.1월 말 블레이드 아웃 테스트 중에 케이스와 터빈 리어 프레임 스트럿이 손상되어 해당 구성 요소가 수정되었습니다.5월 초에는 고공 크루즈 연료 연소율에 초점을 맞춘 320시간 만에 시험 비행이 완료됐다.777X 프로토타입에 첫 번째 엔진을 장착하는 동안 엔진 납품 전 테스트에서 컴프레서 이상이 감지되었습니다.엔진은 최초 비행 전에 최종 인증 가능한 구성 표준으로 수정되어야 하며, 이는 6월 26일 이후에 수정되어야 한다.이 문제는 기계적인 문제이며 공기역학적 문제가 아니며 성능 또는 엔진 구성에 영향을 미치지 않으며 11단계 고압 컴프레서의 전면에 있습니다.인증 전 최종 테스트에는 최대 온도, 압력 및 속도에서 일반적인 "트리플 레드라인" 테스트를 대체하는 전체 내구성 블록 테스트가 포함됩니다. 현대의 고우회비 엔진은 해수면 [22]근처의 모든 최대 조건을 충족할 수 없기 때문입니다.고압 압축기 스테이터 재설계는 엔진 인증을 가을로 앞당길 가능성이 높으며,[8] 이로 인해 777X의 첫 비행은 2020년까지 연기될 것으로 예상됩니다.

2020년 1월 25일, GE9X는 보잉 필드에 착륙하기 전 3시간 52분 동안 777X로 첫 비행을 했다.9월 28일, GE는 8,000 사이클과 5,000 h의 작동을 기록한 8개의 테스트 엔진에서 FAA 타입 인증을 발표했습니다.ETOPS 승인에는 서비스 [23]도입을 위해 3,000회의 지상 시험 주기가 필요합니다.

설계.

GE9X는 GE90보다 [1]연비가 10% 향상됩니다.61:1의 전체적인 압력비는 XWB-97보다 5% 낮은 추력 특정 연료 소비량(TSFC)을 제공하는 데 도움이 되며 유지 보수 비용은 GE90-115B에 [6]필적합니다.105,000파운드힘(470kN)의 초기 추력은 102,000파운드힘(450kN 및 410kN)의 감압 [13]변형에 뒤따른다.GE는 개발에 20억 달러 이상을 투자했다.나셀의 [24]폭은 184인치(4,700mm)이다.

대부분의 효율 향상은 바이패스 비율이 높은 [12]팬의 추진 효율이 향상되었기 때문입니다.바이패스 비율은 10:[2]1로 계획되어 있습니다.팬은 직경 134인치(340cm)[25] 케이스에 들어 있습니다.GE90에는 22개, GEnx에는 18개의 블레이드가 있습니다.따라서 엔진이 가벼워지고 저압(LP) 팬 및 부스터가 더 빠르게 회전하여 LP 터빈과 속도가 더 잘 일치합니다.팬 블레이드는 강철 선단과 유리 섬유 후단을 갖추고 있어 탄소 [5]섬유보다 유연성이 뛰어난 버드 스트라이크 흡수가 용이합니다.팬 블레이드의 대부분을 구성하는 4세대 탄소 섬유 복합 재료는 팬 블레이드를 경량화, 슬림화, 견고화, [26]효율화를 실현합니다.컴포지트 팬케이스를 사용해도 [27]무게가 줄어듭니다.

고압(HP) 컴프레서의 [12]효율은 최대 2% 더 높습니다.129.5인치(329cm) GE90 팬은 바이패스 비율을 개선할 여지가 거의 없기 때문에 GE는 전체 압력 비율을 40에서 60으로 높여 추가 효율을 추구했으며, 9단 또는 10단 대신 11단 압축기를 사용하여 고압 코어의 비율을 19:1에서 27:1로 높이는 데 초점을 맞추고 3세대 트윈 고리형 프리 연소기(SWILL)를 사용했습니다.또는 이전의 이중 고리형 연소기 대신.고온에 견딜 수 있는 세라믹 매트릭스 컴포지트(CMC)는 2개의 연소기 라이너, 2개의 노즐 및 CFM International LEAP 2단계 터빈 쉬라우드에 사용됩니다.CMC는 극도의 열과 원심력을 견뎌야 하는 1단 터빈 블레이드에는 사용되지 않습니다.이는 엔진 기술의 다음 [28]반복을 위해 계획된 개선 사항입니다.

1단 HP 터빈 쉬라우드, 1단 및 2단 HP 터빈 노즐 및 내측 및 외측 연소기 라이닝은 정적 구성 요소만 CMC로 제작되어 일부 냉각 [12]시 니켈 합금보다 500°F(260°C) 더 뜨겁게 작동합니다.CMC의 강도는 2배, 중량은 3분의 1입니다.컴프레서는 3D 공기역학으로 설계되었으며, 처음 5단계는 블레이드 디스크 결합 블리스크입니다.연소기는 효율을 높이기 위해 희박 연소되며 CAEP/8에 대한 30% NOx 마진입니다.압축기와 고압 터빈은 분말 금속으로 제조됩니다.알루미늄화티타늄(TiAl)으로 만들어진 저압 터빈 에어포일은 니켈 기반 [25]부품보다 더 강하고 가볍고 내구성이 뛰어납니다. 3D 프린팅은 기존 제조 [26]공정으로는 만들 수 없는 부품을 제조하는 데 사용됩니다.CMC는 [6]냉각을 20% 줄일 필요가 있습니다.

사양

GE Aviation GE9X[29]
변종 105B1A
유형 듀얼 로터, 축류, 하이 바이패스 터보 팬
연소기 단일 고리형 트윈 고리 프리믹싱 소용돌이
통제 듀얼 채널 FADEC
압축기 팬x 1, 3 스테이지 LP, 11 스테이지 HP
터빈 2단 HP, 6단 LP
선풍기 134 인치 (140 cm) 직경,[25] 16 개의 와이드 코드 컴포지트
길이 224.0인치(5690mm) [팬 스피너에서 대부분의 플랜지 후방 TRF]
폭 × 높이 161.3 × 163.7 인치 (4097 × 4158 mm)
바이패스비 9.9:1
전체 압력비 60:1, HPC 압력비: 27:1
체중 21,230파운드 (9,630kg)
이륙 추력 110,000파운드힘(490kN)
추력/중량 5.2
RPM, 100% LP 2355, HP 9561

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관련 개발

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관련 리스트

레퍼런스

  1. ^ a b Jon Ostrower (September 14, 2011). "Next generation 777 comes into focus". Flight Global. Reed Business Information.
  2. ^ a b "GE plans 10% fuel burn improvement for GE9X engine". Flightglobal. March 7, 2012.
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  22. ^ Guy Norris (June 6, 2019). "GE9X Engine Anomaly Likely To Delay Boeing 777X First Flight". Aviation Week Network.
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  24. ^ Dominic Gates (January 4, 2019). "The biggest jet engines ever seen are set to roar on Boeing's 777X". The Seattle Times.
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  27. ^ "GE Fans Out on Testing of New GE9X Fan Blades" (Press release). GE Aviation. August 21, 2013.
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  29. ^ "Type Certificate data sheet E00095EN" (PDF). FAA. September 25, 2020.

메모들

외부 링크

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