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全球公认十大最好航空发动机(世界顶级航空发动机是哪一款)

目前来看,最大的航空发动机,就是通用电气公司研发的GE-9X。同时,该发动机也是波音-777X大型客机的御用动力系统。

GE-9X航空发动机的最大推力可达60.8吨,在一系列先进的技术的应用下,使得其成为现役推力最大,直径最大的涡轮风扇航空发动机。

全球公认十大最好航空发动机(世界顶级航空发动机是哪一款)(图1)

不过,GE-9X属于大涵道比航空发动机,推力达到60.8吨也是很正常的。毕竟航空发动机的推力与涡前温度,进气流量,涵道比,增压比有着较大的关系。

而作为现役推力最大,直径最大的航空发动机,GE-9X也使用了众多先进的技术。比如说:复合材料风扇,CMC陶瓷基复合材料,3D打印技术。

全球公认十大最好航空发动机(世界顶级航空发动机是哪一款)(图2)

3D打印技术

GE-9X航空发动机一共使用了304个3D打印部件,这些部件总共包涵了七个种类,如:燃油喷嘴,低压涡轮叶片,热交换器,导流器等等。

CMC陶瓷基复合材料

CMC复合材料是由碳化硅陶瓷纤维和陶瓷树脂制造而成的,通过高度复杂的工艺制造,并通过喷涂专用的涂层进一步强化。

CMC复合材料制造的部件具备重量轻的特点,毕竟陶瓷的密度只有金属密度的三分之一,所以说,在使用CMC复合材料制造航空发动机的部件之后,也就可以减轻重量,提高了燃油效率。

全球公认十大最好航空发动机(世界顶级航空发动机是哪一款)(图3)

GE-9X航空发动机的静子部件;涡轮旋转部件;一级高压涡轮罩环;一级、二级高压涡轮机喷嘴;火焰筒内外衬层等等都是由CMC陶瓷基复合材料制造的。

当航空发动机的火焰筒,使用CMC陶瓷基复合材料制造时,其耐高温能力比常用的镍合金要高260°C,预计可达1650℃。也就是说,在使用CMC陶瓷基复合材料之后,就可以提高部件的耐高温能力。这样的话,这些部件就具备一定的冷却能力,可以减少20%的冷空气使用量,从而提高了航空发动机的整体效率。

而GE-9X是世界上第一个不用镍基合金而用非金属CMC陶瓷基复合材料制造火焰筒的航空发动机。同时呢,GE-9X也是世界上使用CMC陶瓷基复合材料零件最多的航空发动机。

全球公认十大最好航空发动机(世界顶级航空发动机是哪一款)(图4)

复合材料风扇叶片

GE-9X航空发动机的风扇叶片只有16片,且都是由第四代复合材料制造的。当然了,要说都是由复合材料制造的也不太严谨,风扇叶片前缘是由合金钢制造的,后部分是由第四代复合材料制造的。

综合来看,GE-9X是目前性能最为先进的民用航空发动机,当然了,在性能最为先进的同时,也是直径最大的。

毕竟GE-9X航空发动机的涵道比高达10.3:1,推重比达到5.2,总压比为60:1。

这些数据在民用航空发动机中,也是顶尖的。

全球公认十大最好航空发动机(世界顶级航空发动机是哪一款)(图5)

下面就来看看其他推力在30吨以上,的民用航空发动机的具体性能。

GE90-115B航空发动机

该航空发动机的最大推力为58.06吨,风扇直径为3.25米,涵道比为8.4:1,总压比为39.3:1,推重比为7。

PW4000航空发动机

该航空发动机的最大推力为44.92吨,风扇直径为2.39米,涵道比为4.84:1,总压比为28.8:1,推重比为5.5。

全球公认十大最好航空发动机(世界顶级航空发动机是哪一款)(图6)

Trent XWB航空发动机

该航空发动机的最大推力为44吨,风扇直径为2.99米,涵道比为9.3:1,总压比为52:1。

Trent 800航空发动机

该航空发动机的最大推力为43.09吨,风扇直径为2.79米,涵道比为9:1,总压比为42:1。

GP7200航空发动机

该航空发动机的最大推力为36.97吨,风扇直径为2.96米,涵道比为9:1,总压比为42:1。

全球公认十大最好航空发动机(世界顶级航空发动机是哪一款)(图7)

Trent 900航空发动机

该航空发动机的最大推力为36.74吨,风扇直径为2.95米,涵道比为8.7:1,总压比为3.:1。

Trent 1000航空发动机

该航空发动机的最大推力为35.38吨,风扇直径为2.84米,涵道比为10:1,总压比为42:1。

GEnx航空发动机

该航空发动机的最大推力为34.52吨,风扇直径为2.81米,涵道比为10:1,总压比为45:1。

全球公认十大最好航空发动机(世界顶级航空发动机是哪一款)(图8)

Trent7000航空发动机

该航空发动机的最大推力为32.66吨,风扇直径为2.84米,涵道比为10:1,总压比为50:1。

Trent 700航空发动机

该航空发动机的最大推力为32.66吨,风扇直径为2.47米,涵道比为5:1,总压比为42:1。

通过对比可知,GE-9X航空发动机的涵道比,总压比都是最高的。也可以说,在这两个参数全面领先的条件下,外加上其他先进技术的应用,才使得GE-9X航空发动机的最大推力达到61吨,遥遥领先于其他型号的航空发动机。所以说,GE-9X成为现役最大的航空发动机也是实至名归的。

全球公认十大最好航空发动机(世界顶级航空发动机是哪一款)(图9)

由于民用航空发动机对可靠性,经济性的要求是比较高的。但是加速性,高速性要求并不怎么高。而大涵道比航空发动机的加速性和高速性,并不如小涵道比航空发动机。

所以说,一般的民航客机都采用了大涵道比航空发动机,战斗机都采用小涵道比航空发动机。

现役推力最大的小涵道比航空发动机就是F135,目前该航空发动机的加力推力超过了18吨,已经逼近19吨,未来可以达到超过20吨的级别。

全球公认十大最好航空发动机(世界顶级航空发动机是哪一款)(图10)

相对于全球最大的航空发动机GE-9X来说,F-135就显得小巧多了。

毕竟其风扇直径只有1.3米,涵道比也只有0.57,不过,能够以这样的小身板,达到GE-9X三分之一的推力,那技术也是挺先进的。

F-135也是充分继承和挖掘了,F-119航空发动机核心机的潜力。并在F-119航空发动机核心机的基础上,通过增加进气流量和提高涡前温度以及适当的放弃高速性能,来换取较大的推力。

全球公认十大最好航空发动机(世界顶级航空发动机是哪一款)(图11)

F135发动机的涡前温度在1800℃左右,而为了使得高压涡轮叶片可以承受这么高的温度,其高压涡轮叶片的材料选择了第三代单晶耐高温合金CMSX-10。该单晶耐高温合金材料的耐高温性能,抗蠕变性能,可用寿命都得到了较大的提升。

综合来看,GE-9X与F-135成为,大涵道比和小涵道比航空发动机中代表作,足以见到通用电气公司和普惠公司的实力有多么强大。

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