General Electric GE90

General Electric GE90 є сімейством високодвоконтурних турбовентиляторних авіаційних двигунів, збудованих GE Aviation для Boeing 777, з тягою 360-514 кН (36,7-52,4 тс). В експлуатацію його було введено разом з British Airways у листопаді 1995 р. Доступний у трьох варіантах для 777-200, -200ER, and -300 версій та є ексклюзивним двигуном -200LR, -300ER та 777F. Станом на кінець 2018 р. є найбільшим і найпотужнішим авіадвигуном в світі,[3] однак на початку 2019 р. очікується випуск послідовника GE9X з більшими розмірами, але меншою максимальною тягою.

General Electric GE90

GE90-115B
Тип: Турбовентиляторний двигун
Країна:  США
Застосування:
Застосовано на: Boeing 777
Наступні моделі: General Electric GEnx
Engine Alliance GP7000
General Electric GE9X
Виробництво:
Рік створення: 1993[1]
Виробник: GE Aviation
Роки виробництва: з 1995
Виготовлено: 2000 на 2014 р.[2]
Вартість одиниці: 27,5 млн. USD

Розробка
Симуляція ОГД повітряного потоку крізь двигун (1988 р.)

GE90 було сконструйовано у 1970-х рр. в рамках програми NASA Energy Efficient Engine. Двигун GE GE36 UDF (гвинтовентиляторний двигун) планувався на заміну CFM International CFM56, що поступався характеристиками IAE V2500, однак після проблем з останнім продажі GE зросли. GE не був зацікавлений у канібалізації GE36-им CFM56-ого, попри все інтегрував blade-технологію UDF у GE90.[4]

Запуск програми GE90 відбувся у 1990 р.[5] Головним чином, він позиціонувався лише для 777, і тодішній генеральний директор GE Aviation Браян Г. Роув (Brian H. Rowe) готовий був вкласти кошти у адаптацію для A330, однак стратегія Airbus для довготривалих рейсів була сфокусована на чотиримоторні A340, не беручи до уваги, що ринок віддав перевагу двомоторним рішенням.[6]

Конструкція
Діаметр GE90-115B 3,25 м проти діаметру фюзеляжу 777 ― 6,20 м

10-ступеневий компресор високого тиску встановив галузевий рекорд співвідношенням 23:1, що досягнуто завдяки двокамерній з повітряним охолодженням турбіні високого тиску. Триступеневий компресор низького тиску, встановлений одразу за вентилятором, з достатком нагнітав повітря в центральному потоці. Пропелер LPC приводиться в дію 6-ступеневою турбіною низького тиску.

Потужніші варіанти GE90-110B1 та -115B мають відмінну від первинних версій GE90 архітектуру: з компресорів високого та низького тиску демонтовано по одному ступеню. Було досягнуто збільшення центрального потоку. General Electric здійснювали подібну модернізацію при оновленні CF6 з -6 на -50. Однак такий спосіб збільшення тяги є дороговартісним, так як всі компоненти, встановлені за течією потоку (наприклад, турбіни) повинні мати більші розміри. Вентилятор удосконалено, збільшено у розмірах, виготовлено з композитних матеріалів і в даному двигуні вперше представлені вигнуті лопаті вентилятора (swept rotor blades).[7][8]

Використання

GE90 був сконструйований як повністю новий двигун, на що було витрачено 2 млрд доларів. Головним чином його позиціонували як нове рішення для трансокеанських маршрутів, в той час як варіанти від Pratt & Whitney та Rolls-Royce були модифікаціями існуючих.[7]

Перший Boeing 777, оснащений двигунами GE, було доставлено British Airways 12 листопада 1995 р.[9] Цей літак було введено в експлуатацію п'ятьма днями пізніше. Основний період служби характеризувався проблемами з передчасним зношуванням підшипників трансмісії, що призвело до призупинення роботи всього флоту 777 на трансокеанічних маршрутах у 1997 р. В тому ж році роботу було відновлено.[10]

Проблеми з розробкою та тестуванням GE90 призвели до затримок в сертифікації Federal Aviation Administration. На додаток збільшена продуктивність GE90 досі не знайшла потрібного попиту серед авіакомпаній, до того ж, даний двигун був найважчий на ринку, що ставило його у найменш привабливу комерційну нішу, чим успішно користувався Rolls-Royce. Невдовзі British Airways замінили на 777-х GE90 двигунами Rolls-Royce.[7][8]

Двигун в порівнянні з людиною

Для наступного покоління далекобійних версій 777 (пізніше названих 777-200LR, 777-300ER та 777F) більша тяга виявилась більше затребуваною. General Electric та Pratt & Whitney, враховуючи інвестиції 0,5 млрд доларів у подальші модифікації, наполягли на умовах контракту «переможець-бере-все», відповідно GE стала ексклюзивним постачальником двигунів для 777-200LR, -300ER та 777F.[7][8]

Більше продуктивні GE90-110B1 та -115B, у поєднанні з другим поколінням 777-200LR та -300ER, стали основним аргументом у конкурентній боротьбі проти двомоторних далекобійників, де головним суперником було сімейство A330/340.[11] Використання двох двигунів давало перевагу у зменшенні витрат на 8–9% для -300ER порівняно з чотиримоторним A340-600.[12] 777-300ER розглядали як заміну 747-400, котрий в умовах постійного росту цін на паливо споживав на 20% більше.[13]

До моменту представлення наступника GE9X сімейство GE90 справедливо було назване найбільшими двигунами в історії авіації. Діаметр вентилятора GE90-115B становив 3,30 м. Як наслідок, перевозити GE90 повітрям у зібраному вигляді може літак типу Ан-124, що створює певні проблеми для аварійних 777. З демонтованим вентилятором його може перевезти 747 Freighter.[14]

17 грудня 2005 р. неполадки двигуна GE90-94B на літаку Air France Boeing 777 за маршрутом з Сеулa в Париж призвели к термінової посадки в Іркутську. Замінний двигун було доставлено Ан-124.

Досягнення
Тестовий політ GE90-115B на Boeing 747

Згідно Книги рекордів Гіннеса, за двигуном зареєстровано рекорд найбільшої тяги у 513 кН. Досягнення встановлене без таких намірів у процесі одногодинного стресового польоту, з виходом параметрів за червоні зони. Для подолання деформаційних процесів було розроблено і застосовано новий сплав GE1014.[15] Новий рекорд встановлено під час тестування наступника ― GE90-115B в Peebles, штат Огайо. Тест покращив раніше досягнутий результат до 546,98 кН.[16]

У жовтні 2003 р. Boeing 777-300ER побив рекорд ETOPS, коли спромігся на одному рушії пролетіти 5 год 30 хв.[17] Сертифікаційний політ ЕТОПС здійснювався з двигунами GE90-115B з Сіетлу до Тайваню.

В листопаді 2005 р. встановлено другий рекорд. 777-200LR із встановленими GE90-110B1 виконав найдовший комерційний політ, однак на борту не було оплачених пасажирів, лише гості та преса. 777-200LR пролетів 13 422 mi (21 601 km) за 22 год 42 хв з Гонконга до Лондона «довшим шляхом» ― над Тихим океаном, через США, далі через Атлантику в Лондон.[18]

Інциденти

11 серпня 2004 р. Boeing 777-200ER з GE90-85B, British Airways, рейс 2024. Зазнав пошкодження двигуна на злеті з George Bush Intercontinental Airport, Х'юстон. Пілоти зауважили шум та вібрацію на злеті, але не припинили його. На висоті 1500 футів AGL було спостережено дим і закурення в кабіні, салон теж почало затягувати димом. Борт розвернувся і здійснив посадку в тому ж аеропорті. За висновками обстеження виявлено відокремлення лопатки на хвостовику 2-го ступеня турбіни з пошкодженням задніх лопатей (trailing blades), що спричинило вібрацію. У модогондолі було виявлено уламки.[19]

28 травня 2012 р., 777 Air Canada вилетів з Торонто по маршруту в Японію. Відмова GE90-115B на висоті 1 500 feet (460 m), борт повернувся без ускладнень. На землі було виявлено уламки двигуна.[20][21]

8 вересня 2015 р. 777-236ER з GE90-85B British Airways, рейс 2276, зазнав відкритих пошкоджень двигуна під час злету, що призвело до займання. Розпочате розслідування NTSB та FAA. Попередні висновки оприлюднені у вересні того ж року.[22][23]

27 червня 2016 р. 777-300ER з GE90-115B Singapore Airlines, рейс 368, екіпаж отримав попередження про стан оливи, після чого повернувся у Singapore Changi Airport. При посадці несправний правий двигун зайнявся, що призвело до пошкодження двигуна та крила.[24]

Проблеми з трансмісією

16 травня 2013 р. FAA видало директиву літної придатності і надіслала всім власникам та операторам бортів з двигунами General Electric GE90-110B1 та GE90-115B. Документ підготовано через повідомлення про дві несправності системи трансмісії (transfer gearbox assemblies (TGBs), що призвело до заглушення двигунів під час політу (in-flight shutdowns (IFSDs)). Розслідування вказало на розтріскування та розсипання радіальної передачі (TGB radial gear cracking and separation). Подальші дії виявили додаткові тріщини.[25]

Специфікації
B777-200ER, прямі лопаті вентилятора GE90-94B
B777-200LR, вигнуті лопаті GE90-110B1
GE90 Сертифікаційні дані[26]
Варіант -76B/-77B/-85B/-90B/-94B -110B1/-113B/-115B
Тип Подвійний ротор, осевий потік, високодвоконтурний турбореактивний
Компресор 1 вент, 3-ступ НТ, 10-ступ ВТ 1 вент, 4-ступ НТ, 9-ступ ВТ[27]
Турбіна 2-ступенева високого тиску, 6-ступенева низького тиску
Довжина[lower-alpha 1] 729 см 728,1 см
Макс. ширина 387 см 376,9 см
Макс. висота 395 см 392,6 см
Діаметр пропелера[28] 310 см 330 см
Маса[lower-alpha 2] 7 893 кг 8 762 кг
Злітна тяга 360,6-432,8 кН 492,7-513,9 кН
Швидкість ротора НТ 2 261,5 об/хв 2 355 об/хв
Швидкість ротора ВТ 9 332 об/хв
Ступінь двоконтурності[29] 8,4 - 9 9
Співвідношення тиску[27] 40:1 42:1
Співвідношення тяга/маса 5,59 5,98

Послідовники

GEnx

GEnx було розроблено для Boeing 787 Dreamliner та 747-8. Походить від зменшеного основного варіанту GE90, але із вигнутими лопатями (swept rotor blades).

GP7000

У співпраці з Pratt & Whitney (Engine Alliance) було розроблено варіант для Airbus A380, на основі ядра GE90-110B/115B із зменшеною продуктивністю на К=0,72.

GE9X

У лютому 2012 р. GE анонсував дослідження по розробці послідовника з 10% ефективнішими показниками, ним буде оснащено новий Boeing 777-8X/9X.

LM9000

LM9000 ― це аеродеривативна газова турбіна, доступна у двох варіантах.[30]

Конкуренти
  • Pratt & Whitney PW4000
  • Rolls-Royce Trent 800
  • Rolls-Royce Trent XWB

Примітки
  1. Fan spinner to nozzle centerbody
  2. Dry, Includes basic engine, basic engine accessories, and optional equipment
  1. Brian J. Cantwell (2 лютого 2010). The GE90 - An Introduction. Stanford University. Архів оригіналу за 30 вересня 2017. Процитовано 12 грудня 2018.
  2. Delivering the 2,000th GE90 Engine... And Counting (прес-реліз). GE Aviation. 15 грудня 2014.
  3. Record Year For The World's Largest, Most Powerful Jet Engine (прес-реліз). GE Aviation. 19 січня 2012.
  4. The Short, Happy Life of the Prop-fan | History | Air & Space Magazine
  5. First Year in Service for GE90 a Huge Success (прес-реліз). GE Aviation. 18 листопада 1996.
  6. Scott Hamilton (14 грудня 2017). Top Airbus officials scoffed at Leahy’s 50% market share goal. Leeham. Архів оригіналу за 29 листопада 2018. Процитовано грудня 12, 2018.
  7. GE90 secures exclusive position on 777X. Flight Global. 14 липня 1999.
  8. How Ge Locked Up That Boeing Order. Bloomberg. 9 серпня 1999.
  9. Eden, Paul, ред. (2008). Civil Aircraft Today: The World's Most Successful Commercial Aircraft. London: Amber Books Ltd. с. 115. ISBN 1-84509-324-0.
  10. Norris, Guy; Mark Wagner (1999). Modern Boeing Jetliners. Minneapolis, Minnesota: Zenith Imprint. с. 143–144. ISBN 0-7603-0717-2.
  11. Airbus A350 XWB puts pressure on Boeing 777. flightglobal. 26 листопада 2007.
  12. Ben Kingsley-Jones; Guy Norris (29 листопада 2005). Enhanced A340 to take on 777. Flight International.
  13. Jens Flottau (14 листопада 2011). Airbus Bids Adieu to A340, Postpones A350 Delivery. Aviation Week & Space Technology.
  14. GE strives to identify Air France engine fault. Flight International. 3 січня 2006.
  15. Impressive Progress of GE90-115B Engine Continues (прес-реліз). GE Aviation. 24 липня 2000.
  16. GE90 Sets New World Record For Thrust; Engine Completes FAR 33 Certification Tests (прес-реліз). GE Aviation. 5 лютого 2003.
  17. Boeing 777-300ER Performs 330-Minute ETOPS Flight (прес-реліз). Boeing. 15 жовтня 2003.
  18. Flight-distance record awaits as big 777 heads to London. Seattle Post-Intelligencer. 8 листопада 2005.
  19. url= https://www.ntsb.gov/_layouts/ntsb.aviation/brief2.aspx?ev_id=20041015X01640&ntsbno=DCA04IA066&akey=1
  20. Maintenance inspection a factor in 2012 Air Canada engine failure during take-off from Lester B. Pearson International Airport. Transportation Safety Board of Canada. 13 грудня 2013. Процитовано 11 вересня 2015.
  21. Edmiston, Jake (29 травня 2012). Air Canada plane debris struck cars after engine failure, safety board confirms. National Post.
  22. Charles Alcock (8 вересня 2015). Engine Failure Causes Fire on British Airways Boeing 777. Aviation International News.
  23. NTSB Issues Update on the British Airways Engine Fire at Las Vegas. NTSB. 8 вересня 2015. Процитовано 8 серпня 2015.
  24. Fire damage apparent on SIA 777 wing. Flight Global. 27 червня 2016.
  25. Emergency airworthiness directive (AD) 2013-10-52. FAA. 16 травня 2013. sent to owners and operators of General Electric Company (GE) GE90-110B1 and GE90-115B turbofan engines. Архів оригіналу за 7 листопада 2016. Процитовано 12 грудня 2018.
  26. Type Certificate Data Sheet E00049EN. FAA. 23 червня 2016.
  27. GE90 Commercial Aircraft Engine. GE Aviation.
  28. GE90-115B Fan Completing Blade Testing; On Schedule For First Engine To Test (прес-реліз). GE Aviation. 17 червня 2001.
  29. commercial aircraft engines -GE90. Snecma. Safran.
  30. LM9000 - The new prime mover for oil and gas. General Electric. 2017.

Поклики
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.