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世界上最大的飞机发动机有多少吨 GE9X发动机:增材制造技术在航空领域的典型应用

GE9X 零部件制造商

法国赛峰股份公司-风扇机匣,低压压气机 日本IHI公司-低压涡轮和风扇轴 德国MTU-涡轮中框架

作为世界上最大的发动机,GE9X非但不吵,还很安静。

在试飞阶段,GE公司首席试飞员乔恩·欧曼说道:“虽然GE9X是世界上最大的飞机发动机,但它的设计要比GE90更高效安静,提高了10%左右的效率,巨大的风扇实际上也有助于保持安静。”

按照每分贝推力磅数来算,GE9X也有可能成为世界上噪音最小的飞机发动机。GE9X发动机的噪声水平相较于GE90-115B噪音降低了9分贝。

2020年9月28日,GE9X发动机已通过美国联邦航空局(FAA)认证,在其为波音777X飞机系列提供动力的历程中,实现了一个重要的里程碑。在获得认证之前,GE9X在测试发动机上完成了5000飞行小时和8000小时发动机循环测试。

GE9X发动机整机测试

增材制造技术在GE9X发动机的制造中发挥着重要作用,共有304个3D打印的零件。

燃油喷嘴

说起GE的发动机,当然少不了3D打印燃油喷嘴。LEAP发动机通的燃油喷嘴是GE航空公司通过增材制造生产的第一个3D打印零部件。GE9X的燃油喷嘴与LEAP发动机的燃油喷嘴基本相同。

每个GE9X发动机有28个燃油喷嘴,由钴铬合金3D打印而成。采用3D打印燃油喷嘴可以解决燃油混合和燃油喷射等问题,同时还可以减少制造成本,提高使用寿命。

低压涡轮叶片

每个GE9X发动机有228片低压涡轮叶片,由TiAl合金3D打印而成,这种材料比常用于低压涡轮叶片的镍基合金轻50%左右,与其前身GE90发动机相比,这意味着燃油消耗降低了10%(排放量也随之降低),GE9X的重量减轻约200公斤。TiAl合金属于脆性材料,实现3D打印非常困难,因此GE公司采用了比较适用于脆性材料打印的电子束铺粉(EBM)。

GE航空旗下的Avio Aero在意大利的Cameri工厂正在执行扩张计划,安装最新的EBM 3D打印设备,用于生产新型GE9X发动机的涡轮叶片,以提高3D打印叶片的生产能力。

Cameri工厂的3D打印设备

T25传感器外壳

GE已经为超过400台GE90发动机3D打印了T25传感器外壳,是首个获得FAA认证的增材制造的飞机发动机部件。

每个GE9X发动机有1个T25传感器外壳,由钴铬合金3D打印而成,将原来10个零件合并为1个复杂结构零件。通过这种复杂的结构,T25传感器可以提高30%的精度。

燃烧室混合器

燃烧室混合器的作用是将空气和燃油充分混合,并将混合物送入燃烧室燃烧产生动力。

每个GE9X发动机有1个燃烧室混合器,由钴铬合金3D打印而成。采用3D打印技术的燃烧室混合器可以减少6%的重量,提高3倍使用寿命,同时可以减少零件间的差异。

导流器

导流器的作用是减少冷却空气的残留,提高发动机的寿命。

每个GE9X发动机有8个导流器,由钴铬合金3D打印而成,将原来13个零件合并为一个,内部有复杂的气体流道。采用3D打印技术的导流器可以提高2倍使用寿命。

热交换器

GE9X的3D打印热交换器具有完全不同于传统换热器的外形,同时内部设计有复杂的流道,充分利用增材制造技术提高设计的自由度。

每个GE9X发动机有1个热交换器,由铝合金3D打印而成,将原来163个零件合并为一个,减轻40%的重量,减少25%的生产成本,并提高使用寿命。

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