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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 。
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 。
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 。
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 。
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 。
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 。
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 。
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 。
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 。
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 。
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 。
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 。
【世界顶级航空发动机是哪一款型号 世界顶级航空发动机是哪一款】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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