일반 전기 촉매

General Electric Catalyst
촉매
General Electric GE93.jpg
유형 터보프롭
국기원 미국
제조사 GE 항공
1차 주행 2017년[1] 12월 22일
주요 애플리케이션 비크래프트 데날리

제너럴 전기 촉매(General Electric Catalyst, 이전의 Advanced Turboprop, 또는 ATP)는 GE Aviation에서 개발 중인 터보프롭 엔진이다.2015년 11월 16일 발표돼 2017년 12월 22일 처음 가동된 비크래프트 데날리를 가동하며 2020년 인증을 받아야 한다.850 대 1,600 hp(630 대 1,190 kW) 엔진은 16:1의 전체 압력비, 가변 스테이터 베인, 냉각 터빈 블레이드, 3D 프린팅 부품 및 PEADC 덕분에 경쟁사보다 20% 높은 효율을 목표로 하고 있다.

개발

GE는 월터 M601의 개선을 위해 2010년 제너럴 일렉트릭 H80을 도입한 뒤 경쟁사 분석을 시작해 2014년 클린 디자인 엔진을 고안한 뒤 세스나 데날리 대회에 선발됐다.[2]제너럴일렉트릭은 지난 6월 미국-엑심은행이 문을 닫은 뒤 2015년 9월 유럽 터빈발전센터를 만들어 4억달러 이상을 투자하고 500~1000명의 일자리를 창출했다.[3]이 엔진은 2015년 11월 16일 미국비즈니스항공협회 연례 무역 박람회에서 발표되었다.[4]

2016년에는 토리노에서 기어박스, 동력 터빈, 가연료를 제작하고, 바르샤바에서 회전부품을 공급하기로 했으며, 프라하의 월터 엔진에서 최종 조립라인을 계획했다.[5]당시 주요 부품은 폴란드와 이탈리아에 있는 GE 소유 시설로 나뉘어 있었는데, 두 시설 모두 아비오 에어로에 속해 있었다.[5]아비오 에어로사는 2013년 GE에 인수됐다.[6]2021년 현재, Avio Aero 웹사이트에는 바르샤바에 있는 어떤 시설도 나열되어 있지 않다.[7]유럽에서는 GE가,[8] 전력 및 가스 발전기 터빈, 고압 압축기는 바르샤바에 있는 엔지니어링 디자인 센터가 설계했으며, 제너럴 전기 회사 폴스카와 바르샤바 항공 연구소가 제휴했다.[9]

2017년 10월 GE는 부품 85%를 트랙에서 받아 연말까지 첫 시험 엔진을 납품했다.[10]이때 뮌헨에서 축방향 중심축 압축기 차량인 스테이터, 로터 및 냉간단면 조립체를 시험하여 효율, 성능 및 운전가능성을 검증하였다.[11]

테스트

2년간의 개발 끝에 2017년 12월 22일 프라하에서 첫 시험운행을 마쳤다.대부분의 부품이 테스트되고 엔진이 작동한 후에도 GE 항공은 성능 목표를 유지하고 이를 초과하기를 희망한다.2018년부터 인증시험을 시작해 공기역학, 역학, 공기온계 등을 검증한다.2018년 말 비크래프트 데날리 첫 비행에 동력을 공급할 것으로 예상되며 데날리 서비스 개시 전까지 2000시간 이상의 테스트를 마칠 예정이다.개발시험생산본부인 GE항공체코는 180여 명의 직원을 채용했으며, 2018년에는 500여 명 중 80여 명이 완전 생산률로 공장을 완공할 것으로 알려졌다.체코, 이탈리아, 독일, 폴란드, 미국 등지의 GE 디자이너, 엔지니어, 재료 전문가 400여 명이 2년에 걸쳐 개발했다.테스트 셀 6개가 개통되고, 테스트엔진 10개가 구축되며, 2018~2019년 비행시험에는 고도, 성능, 고진동 시험이 포함된다.[12]

2018년 3월 첫 번째 샘플은 몇 년 동안의 건강 모니터링 검토 전에 거의 40시간 동안 실행되었다.다음 엔진은 고도 시험을 위해 조립되고 계측되며 2018년 여름부터 캐나다에서 시험될 것이다.세스나는 2018년 말부터 엔진 3개를 공급받아 2019년 1분기 데날리 처녀비행을 준비한다.[13]개발 프로그램에는 10개의 엔진과 여러 개의 재구축이 있어 기존 GE 신규 프로젝트보다 개발 속도가 30% 빨라졌다.앞으로 2년간 17차례의 인증시험을 포함해 총 33차례의 엔진시험이 실시된다.인증에는 비행시험대가 필요하지 않지만, 변경된 킹에어 350은 데날리 비행시험 전 2019년 초 비행안전허가를 위해 사용될 수 있다.[2]2018년 5월말에는 2차 엔진 조립이 여름 1차 주행에 거의 완료되어 부품 인증이 임박한 상태에서 전출력 등 60시간의 시험이 완료되었으며, 섭취 및 고도 테스트를 시작으로 전엔진 인증 시험을 거쳐야 한다.[14]2018년 7월까지 프라하에서 두 번째 엔진이 작동하는 동안 첫 번째 엔진이 100시간 이상 작동한 후 올해 말 고도 테스트를 위해 캐나다로 보내지거나 성능이 목표치에 도달하거나 예상보다 우수했다.[15]

2019년 5월까지 시험 엔진은 고도실에서 4만1000피트(1만2000m)까지 달렸으며 1000h가 넘는 속도로 3년간 가동한 반면 페이드C는 데날리 철새에서 300h를 달렸다.[16]2019년 10월까지 1,000회 이상의 엔진 사이클이 1,200h의 테스트 셀과 400h의 컴프레서 장비에 1,600h의 테스트를 기록했다.통합 프로펠러 제어 시험과 고압 압축기 및 가스 발전기 터빈 과속 시험으로 고도, 내구성, 내구성 및 섭취 시험이 완료되었다.새로운 아이싱 테스트 요건은 첫 번째 엔진 공급을 2020년으로 미뤘고, 벡크래프트 데날리는 첫 비행을 더욱 앞당겼다.그때까지 5대의 엔진을 조립했고, 다른 2대는 2019년이 끝나기 전에 완성해야 한다.[17]킹 에어에 탑승한 첫 비행 시험은 아이싱 테스트를 포함한 새로운 FAA 테스트 요구 사항으로 인해 18개월간의 캠페인 끝에 2020년 봄까지 지연되었고 2021년 가을 인증을 받았다.[18]

2021년 7월까지 16대의 엔진을 생산해 2500h의 가동을 완료했으며, 일부 아이싱 테스트를 포함해 촉매 인증시험의 30%가 완료됐다.[19]테스트 결과 높은 고도에서 예상보다 많은 전력을 발휘했으며, 경쟁사보다 최대 16~17% 높은 효율을 보였다.[19]베를린의 비크래프트 킹 에어 350에 터보프롭 1대가 장착되었는데, 이 항공기는 향후 몇 달 안에 처녀 비행과 2022년 말에 인증을 받았다.[19]또 다른 엔진은 데날리 기체에 장착돼 연말 전 첫 비행을 하고 2023년 인증을 받았다.[19]

Catalyst는 9월 30일 킹 에어 테스트베드를 타고 첫 비행을 했다.[20]11월 23일, 데날리는 2023년 인증을 목표로 Catalyst 엔진으로 첫 비행을 했다.[21]

시장

GE Catalyst는 H80과 CT7 사이의 시장을 커버하기 위한 것이다.[22]5만1000대에서 생산돼 50년간 소형 터보프롭 시장을 선도하는 프랫 앤 휘트니 캐나다 PT6와 경쟁해 850마력(630kW) 이하급 제너럴 일렉트릭 H80을 추가한다.이 항공기는 2800km(2,500해리) 동안 280노트(520km/h) 이상의 속도로 최대 12명의 승객을 태울 수 있는 새로운 비크래프트 데날리 단일 엔진 터보프롭 항공기에 동력을 공급하기로 선택되었다.GE는 유럽에 있는 제조센터를 위해 4억 달러를 포함해 이 프로젝트에 최대 10억 달러를 투자할 계획이다.[23]

디자인

1,300축 마력(970kW) 고급 터보프롭은 850–1,600마력(630–1,190kW) 범위에서 연장될 수 있다.16:1의 전체 압력비로 동일한 크기 등급의 경쟁사보다 연료 연소율이 20% 낮으며 크루즈 출력이 10% 더 높다.[24]컴프레서는 GE9X에 사용된 것과 동일한 3D 공기역학 설계가 적용된 4개의 축단 및 단일 원심단 General Electric T700에서 유도된다.엔진에는 가변 스테이터 베인(VSV)과 3D 프린팅 부품이 포함된다.[25]

역류 단일 연성 연소기는 GE-Honda HF120 설계와 유사하다.2단 단결정 고압 터빈은 이 등급의 엔진 중 최초로 완전 냉각된다.3단 저압 터빈이 역회전하고 있다.PEADC 통합 추진 제어 시스템은 전체 시스템으로서 엔진과 프로펠러 피치를 모두 제어한다.[26]

12개의 3D 프린팅 부품은 프레임, 가연기 라이너, 섬프, 배기 케이스, 베어링 하우징, 유로의 고정 부품, 열 교환기 등 855개의 부품을 대체한다.전체 중량은 5% 감소하고 브레이크 특정 연료 소비량은 1% 향상되며 블레이드, 디스크, 로터 등 회전 구성품에는 3D 프린팅이 사용되지 않는다.[27]엔진의 35%가 GE에서 인쇄되어 직렬화된 부품 수가 35개로 감소한다.[28]그것들은 티타늄 합금으로 인쇄되었다.[12]

오버홀 사이 시간은 4000시간으로 선두 경쟁사보다 33%나 많다.가변 스테이터 베인의 2단계가 적용된 동급 최초의 터보프롭이다.[1]텍스트론의 자회사인 맥컬리의 복합 5개 블레이드 프로펠러 시스템을 특징으로 한다.[5]

터보프롭은 이제 고고도 얼음 결정 아이싱 인증을 받아야 한다. 즉 압축기 블리스크는 얼음덩어리의 충격에서 살아남아야 한다.이를 위해서는 1단계가 2파운드(1.13kg) 더 무겁고 엔진 공기역학을 방해할 수 있다.GE는 얼음이 자라지 않도록 액세서리 기어박스 통에서 엔진 흡입구 핫오일을 공급할 것을 제안했으며 2018년 여름 캐나다 한 추운 날씨 시설에서 이를 테스트할 예정이다.[29]

냉각된 터빈은 150 °C(300 °F) 이상의 높은 작동 온도를 허용한다.PEADC, VSV, 3단 역회전 터빈은 10% 더 높은 순항력을 발생시켜 비설계 조건에서 최고 효율을 유지함으로써 더 나은 소멸률과 고도 출력을 제공한다.이 원피스 섬프는 45개의 기존 부품을 대체하며, 당초 14개에서 4일 만에 인쇄될 예정이다.[2]

적용들

사양

일반적 특성

  • 유형: 터보프롭
  • 길이: 71.6인치(1,820 mm)[31]
  • 지름: 약 26인치(660 mm)[31]
  • 건조 중량: 625파운드(283kg)[31]

구성 요소들

  • 압축기: 축단 4개 및 원심단[26] 1개
  • 가연성 물질: 역류 1년형 가연성[26] 물질
  • 터빈: 2단 고압, 3단 저압

퍼포먼스

참고 항목

관련 개발

비교 가능한 엔진

관련 목록

참조

  1. ^ a b "GE Aviation announces first run of the Advanced Turboprop engine" (Press release). GE Aviation. December 27, 2017.
  2. ^ a b c d Guy Norris (Mar 19, 2018). "GE Sees Catalyst As Engine For Change In Turboprop Push". Aviation Week & Space Technology.
  3. ^ Reuters (Sep 17, 2015). "With no U.S. export financing, GE says will build engine center in Europe" – via Business Insider.
  4. ^ "GE Aviation selects Prague, Czech Republic as location for turboprop "centre of excellence". Flight Global. January 21, 2016.
  5. ^ a b c "GE backtracks on Prague for turboprop assembly". Flight Global. July 13, 2016.
  6. ^ "GE Completes Acquisition of Avio aviation business" (Press release). GE. August 1, 2013.
  7. ^ "Where we are". Avio Aero.
  8. ^ Stephen Trimble (27 Dec 2017). "GE completes first ground test of Advanced Turboprop engine". Flightglobal.
  9. ^ Paige Smith (16 April 2020). "Q&A: Marian Lubieniecki, leader of the Engineering Design Center, GE Poland". Aerospace Testing International.
  10. ^ Stephen Trimble (10 Oct 2017). "GE nears milestones on $1.5B bet on business aircraft". Flightglobal.
  11. ^ Curt Epstein (October 10, 2017). "GE's Two New Genav Engine Programs Set To Soar". AIN.
  12. ^ a b Tomas Kellner (Dec 27, 2017). "Fired Up: GE Successfully Tested Its Advanced Turboprop Engine With 3D-Printed Parts". GE Reports.
  13. ^ Kerry Lynch (March 7, 2018). "GE's ATP Engine Becomes Catalyst". AIN.
  14. ^ Curt Epstein (May 29, 2018). "GE's Catalyst Readies for Certification Testing". AIN.
  15. ^ John Morris (Jul 17, 2018). "Testing Begins on Second GE Catalyst Turboprop". Aviation Week Network.
  16. ^ Alan Peaford (20 May 2019). "GE brings Catalyst to shake up turboprop market". Flightglobal.
  17. ^ Jon Hemmerdinger (22 Oct 2019). "Textron delays Denali's first flight due to ongoing Catalyst engine testing". Flightglobal.
  18. ^ Dan Thisdell (19 February 2020). "Catalyst turboprop flight testing "to start this spring"". flightglobal.
  19. ^ a b c d Jon Hemmerdinger (30 July 2021). "GE Aviation 'buttoning up' Catalyst flight approvals, eyes applications besides Beechcraft's Denali". FlightGlobal.
  20. ^ "The Catalyst™ turboprop engine completes first flight" (Press release). GE Aviation. September 30, 2021.
  21. ^ "Beechcraft Denali enters flight test phase with landmark first flight" (Press release). Textron Aviation. 23 November 2021.
  22. ^ "GE Aviation Takes On a Titan with New Turboprop". Aviation International News. November 16, 2015.
  23. ^ "GE, Textron team up to make new turboprop engine, aircraft". Reuters. November 16, 2015.
  24. ^ a b c d "GE Aviation launches new turboprop engine" (Press release). GE Aviation. November 16, 2015.
  25. ^ Matt Benvie (November 16, 2015). ""The Biggest Win:" New Engine Set To Lift GE's Turboprop Business To New Heights". GE Reports.
  26. ^ a b c d Guy Norris (November 17, 2015). "GE Takes On PT6 Engine With Advanced Turboprop". Aviation Week.
  27. ^ "GE predicts big advance in 3D printing". Flight Global. 3 November 2016.
  28. ^ Kevin Michaels (May 18, 2017). "Beware, OEM-supplier Relations Are Changing". Aviation Week & Space Technology.
  29. ^ Stephen Trimble (8 March 2018). "GE renames ATP engine 'Catalyst' as test plan heats up". Flightglobal.
  30. ^ Kate Sarsfield (23 July 2019). "XTI selects Catalyst engine for hybrid-electric TriFan 600". Flightglobal.
  31. ^ a b c d e deBock, Peter (September 18, 2019). GE turbines and small engines overview (PDF). 2019 INTEGRATE Annual Meeting. General Electric Global Research. ARPA-E. Retrieved September 23, 2021.

외부 링크