为了考核侧风对发动机性能的影响。GE公司新建了一座模拟侧风的大型风洞,风洞中安装了20余台大尺寸风扇,从风洞中吹出的气流(即侧风)风速最大可达129km/h。整个风洞可在地面铺设的弧形轨道中移动,以模拟不同角度的侧风。
试车台的发动机最大推力可达556.7kN;当测风风速为46.3km/h时,发动机的推力约为409.7kN;侧风风速为55.6km/h时,推力为389.2kN。
4.2.2 飞行试车台
为了对 GE90进行飞行试验,GE公司购置了一架波音747飞机,由卢卡斯公司负责改装成飞行试车台,将波音747的2发位置改成试验 GE90的试车台。改装后的飞行试车台可测定发动机在3352~13106m高度范围内的参数。
4.2.3 新建装配工厂
GE公司还在北卡州首府 Raleigh附近的 Durham 新建一所装配 GE90发动机的装配工厂(工厂还装配CF6 80C2发动机)。该厂于1993年10月建成并开始总装GE90,1994年作者参观该厂时,全厂有70余人,年装配GE9070余台,平均每人每年装配一台发动机。
该厂设计能力是每年总装GE90200台,员工200人。他们实行新的管理方法,全厂除厂长1人外不设中间的管理机构。厂长以下设7个工作小组(平均每组10人),每个小组仅有1名工程师,其余均为具有职业技校毕业执照的技术工人。每1小组负责由集件开始到总装完毕的全部工作,包括转子的平衡、叶轮的外圆磨削等。
当该厂的室内试车台建好后,还将负责发动机的试车工作。这种工作方式能保证发动机具有良好的装配质量,但要求工人都具有多面手的能力。
4.2.4 合作伙伴的试验条件
为发展GE90发动机,GE公司的两个合作伙伴也新建、改建了大型试车台。法国SNECMA公司新建了一座室内、试验能力达601.2kN推力的大型试车台,试车间截面积为12m×12m,空气流量可达1800kg/s,能在瞬间记录2800个参数(比现有试车台的记录能力提高了一倍)。
该试车台还安装有欧洲功率最大的超级X光系统,用以在试车中摄录发动机内部影像以确定关键部位的间隙变化情况。它能在瞬间录取3000个数据点,其影像精度为0.1mm。
该试车台已于1993年10月15日进行了第1台GE90的试车工作。日本IHI公司将原有的一座试车台予以改装,用以试验GE90。该试车台已改建好并于1993年底进行了GE90的试车。
图12、带后掠的风扇叶片
5 GE90-115B发动机
5.1 推力最大的发动机
GE90的最新型号为GE90 115B,发动机名称后的115B,表示用于波音飞机、推力为115000lbf的发动机。这种将型号名称后的几位数表示发动机推力的做法应用较广。
例如,普惠公司用于波音777 300的 PW4098,其后二位数字98表示发动机推力为98000lbf;罗·罗公司用于波音777200ER的遄达895的推力为95000lbf。由 GE90 115B名字来看,它的额定推力为513kN(115300lbf),是当今世界推力最大的发动机。
原型 GE90在1994年11月取得适航证时的推力为389.3kN,也即 115B的额定推力为原型推力的1.317倍。在2001年底地面试车中,推力曾达到569kN(127000lbf),并以发动机在标准天气条件下的海平面稳态推力为547.6kN(122965lbf)收入吉尼斯世界纪录,且将 GE-90115B冠名“世界上功率最大的喷气发动机”。
5.1.1 风 扇
GE90 115B(见图11),是在推力为417.3kN的 GE90 94B(2000年11月投入使用)基础上衍生发展的。在衍生发展中,为了增大进入发动机的空气流量,将风扇直径由3.124m加大为3.2512m,增加了127mm;但包容环的外径只增加38.1mm,因此风扇机匣仍可用原来运输 GE90 94B的货机运输。风扇叶片的厚度与弦长均有增加,叶片用三维气动计算方法设计成S形后掠叶型,如图12所示,以减少超声速气流流入叶片时的损失,提高效率。这是20世纪90年代后期新研制的高涵道比涡扇发动机采用的新技术之一。风扇叶片仍然采用GE公司在原型 GE90中使用的复合材料。
中国航空网 www.aero.cn
航空翻译 www.aviation.cn
本文链接地址：世界上功率最大的喷气发动机GE90简介和发动机研制概况(2)
