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《大飞机》:GE 飞机发动机行业的先锋

2014年12月26日 13:15   来源:《大飞机》杂志   华润熙

  作为全球最大的航空发动机制造商,GE公司的主要生产基地设在俄亥俄州的伊文代尔,在马萨诸塞州林恩市还设有制造小型发动机的分部。此外,还有一些试验基地和部件加工厂分散在美国各州,例如在俄亥俄州的皮博尔斯设有室外试车台,从事发动机的暴雨、冰雹和异物吸入试验以及发动机机盒的包容能力试验等,在北卡罗莱纳州的威尔明顿设有盘类和机匣类零件加工车间,在德克萨斯州设有碳纤维风扇叶片制造中心等。

  大推力发动机的先行者

  1965年,GE公司的TF39发动机被选为美国空军的战略运输机C-5A“银河”的动力装置。在这款发动机上,GE公司首次引入了高涵道比风扇概念。此前,发动机风扇的涵道比都在2:1以下,TF39的涵道比达到了8:1,可使单位推力油耗降低25%。

  1970年代,民航业迅速发展,大载客量的双通道宽体客机应运而生。GE公司在TF39的基础上发展了推力为178 ~ 240千牛的CF6-6和CF6-50高涵道比民用涡扇发动机,先后装备于麦道的DC10-10和DC10-30、空客A300和波音747等大型客机,开创了民用航空的新时代。

  进入1980年代,CF6发动机得到进一步改进和发展,新型号CF6-80A/80C/80E先后推出,分别用于波音767、麦道MD11、空客A310和A330等机种, 在宽体客机市场中取得了可观的份额。

  单通道市场占尽优势

  除了在双通道客机市场取得突出成就外,GE公司在100~200座单通道客机市场也取得了不俗的成绩。

  在1980年代之前,单通道客机市场几乎全部被普惠公司所垄断。所有畅销的飞机,包括早些时候的波音707和麦道DC8选装的都是普惠的JT3D发动机,稍晚的波音727和737-100/200、麦道的DC9则都采用普惠的JT8D发动机。

  GE公司决心发展一种先进的发动机来打破这种垄断。为了集中研制力量并争取时间,公司决定寻求国际合作。当时,法国斯奈克玛公司正好在寻求进入民机市场的机会,双方于1972年达成协议,组建一家各占50%股份的合资公司——CFM国际公司。

  CFM致力于发展一种适用于单通道客机的、推力在89~156千牛之间的高涵道比发动机,命名为CFM56。双方的分工是GE公司负责核心机部分,斯奈克玛公司负责风扇、低压压气机、低压涡轮和传动系统。

  当时,双方都有人对合作表示反对。GE方面有人认为合作将使核心机技术外流,法方则有人担心合作将使法国受制于人,但最终还是明智派占了上风, 项目得以顺利进行。

  1982年,用CFM56-2发动机换装的DC8投入服役。1984年,装备CFM56-3发动机的波音737-300投入服役,随后的737-400也采用了该系列发动机。

  接着,CFM又发展了用于空客A320系列飞机的、推力为98~120千牛的CFM56-5A/5B型和用于A340飞机的、推力为134~151千牛的CFM56-5C型发动机。

  1990年代,波音决定对737飞机进行改型设计,推出737NG新一代单通道客机。CFM随即推出了新一代发动机CFM56-7与其配套。

  波音737和空客A320两个系列的飞机都很畅销,使得CFM56各型发动机交付总量超过2.5万台,拥有了全部737(-100/200型除外)、A320系列一半以上和全部A340(加长型除外)市场,而采用JT3D和JT8D发动机的飞机均已停产。CFM56系列发动机在单通道飞机市场可以说是占尽了优势。

  继续领跑发动机市场

  1990年代,波音推出了先进的777双发远程客机,载客量300~400人。GE公司经过多年的精心准备,推出了全新的GE90发动机,在与普惠和罗罗的竞争中取得良好业绩。

  GE90的涵道比达9:1,总压比达40:1,油耗降低9%。法国斯奈克玛公司在GE90项目中参股25%,负责高压压气机研制,日本石川岛播磨重工参股10%。

  为了给空客A380超大型飞机提供动力,GE公司和普惠公司成立了一家名为“发动机联盟”(Engine Alliance)的合资公司,用GE90的核心机加上普惠新设计的低压部分组成GP7200发动机,在A380的订货中占61%的份额。

  为了给波音787提供动力,GE公司在GE90的基础上研制了GEnx发动机,该发动机还被波音选为747-8的唯一动力装置。2013年11月迪拜航展期间,波音推出新一代双发宽体客机波音777X,当即获得259架飞机订单。GE的GE9X发动机被选为该机型的唯一发动机。

  为满足新一代单通道干线客机,即空客A320neo、波音737MAX以及中国商飞的C919的需求,CFM分别推出了LEAP-1A、LEAP-1B、LEAP-1C发动机,目前已获得4500台订单。LEAP系列发动机采用了最新技术,可满足10年后民航业对经济性和环保的要求。

  在用于支线客机和大型公务机的发动机方面,GE正在研制CF34的后继机,即“护照”(Passport)涡扇发动机,推力44~89千牛,计划在2016年用于庞巴迪的远程公务机Global 7000/8000。

  在涡轴发动机方面,GE正在研制GE38-1B,功率5600千瓦,被选用于CH-53K重型直升机,每架装3台。美国海军陆战队计划订购200架。另外,GE还在研制GE3000涡轴发动机,功率2250千瓦,将用于阿帕奇和黑鹰直升机的换发项目。与原用发动机T700相比,GE3000的重量相当,功率提高50%,油耗降低25%,可使直升机性能显著提高。

(责任编辑:缪杰娴)