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[发动机] 美国航空发动机关注专贴

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追求真理 发表于 2014-12-18 15:44 | 显示全部楼层
温差发电 发表于 2013-11-15 23:54
**** 作者被禁止或删除 内容自动屏蔽 ****

说的太好了 就是这么个道理 ,只要跟在别人屁股后面追,永远也追不上。 你没有真正自主创新永远只能山寨别人的
追求真理 发表于 2014-12-18 15:45 | 显示全部楼层
本帖最后由 追求真理 于 2014-12-18 15:47 编辑
wawa02002 发表于 2013-11-24 20:00
不追更赶不上,这是个高投资的项目,期望我们砸钱更多吧
落后就要挨打,没有一个赶超的心,永远都会处于被动
风语 发表于 2015-2-12 16:03 | 显示全部楼层
美国通用电气公司公布六代机自适应发动机发展计划
2015-02-11   
[据美国《航空周刊与空间技术》网站2015年1月29日报道]美国军方计划部门目前已经基本接受了除非出现物理规律的重大革新,否则能够满足“第六代”战斗机先进性能要求的动力只能采用变循环,或者说自适应发动机技术。未来战斗机要求不仅仅要比当前的飞机飞得更远,还需要在接敌时具有更快的速度和更强的动力。但从推进的角度来看,目前这些目标却是互相排斥的。更大的航程和亚声速巡飞需要更低的油耗和良好的巡航效率,但超声速冲刺所需的大推力要求更大的核心机和足够高的工作温度,这两项对于降低油耗和隐身来说都有负面影响。

    为了解决这个难题,并将这两种能力综合进同一套推进系统中,发动机研制商正在美国空军研究试验室(AFRL)的“自适应发动机技术发展”(AETD)项目下开展能在飞行中改变结构的新一代发动机技术测试。尽管AETD项目计划到2016年以完成飞行重量的核心机演示验证结束,但空军正在规划启动后续的“自适应发动机转移项目”(AETP),为2020年后研制用于第六代战斗机和可用于F-35换发的的200kN(45000 lbf)级自适应发动机铺平道路。目前AETP项目的进度、预算和内容还在不断变动,但项目仍可望在2016年启动,为期3年左右。该项目将使自适应发动机技术成熟并降低风险,为开展竞争性工程与制造研制(EMD)项目做好准备。

    自适应发动机采用一套可调几何装置动态地改变风扇压比和总压比——两个影响耗油率和推力的关键因素。风扇压比的调节通过一个自适应的多级风扇,在起飞和加速时将风扇压比提高到战斗机发动机的性能水平,而在巡航时将其降低到与客机类似的程度以改善燃油效率。为了改变涵道比,变循环发动机在标准的核心机和外涵道的外圈又增加了第三个气流通道。第三涵道根据不同的任务阶段可以提供额外的气流来源,既可以适应提供额外流量来提高推进效率和降低油耗,也可以为核心机提供流量,从而提高推力并为热端部件提供冷却空气,此外第三涵道还可以作为飞机系统的热沉来冷却燃料。在巡航时第三涵道可以接收进气道周围溢出的过量空气,改善气流利用率并减小溢流阻力。

    AETP项目是空军推动变循环方案使战斗机发动机性能跨代的一系列重大动作中最新的一步。2006年AFRL发起了为期5年的“自适应多用途发动机技术”(ADVENT)计划,GE和罗·罗北美各自发展了高压比核心机、自适应风扇、可调外涵及低压系统技术。该计划的目标是比2000年基准战斗机发动机降低耗油率25%,解决了包括在风扇压比变化时保持发动机流量不变、应对前所未有的热端温度等关键技术挑战。同时ADVENT还探索了低温冷却气调节、更新更简单的排气系统设计等的发展途径。GE公司计划在2015年2月前与AFRL一起完成ADVENT发动机的详细评估。

    罗·罗公司从2012年开始ADVENT核心机试验,但并未披露进一步的里程碑。GE公司的核心机试验始于2013年,超过了AFRL设定的温度目标达72 K,达到了经过空军确认的“喷气发动机推进史上”最高的压气机和涡轮联合工作温度记录。GE公司军用系统运行部先进战斗发动机项目总经理Daniel McCormick表示:“我们找到了能够有效产生动力满足三涵道结构所需的核心机,并验证了其达到AFRL燃油效率改善25%的目标,转化到平台可使其航程增大30%。”GE的核心机已经完成了60小时试验,随后在2013年11月到2014年7月间开展了首台全尺寸三涵道验证发动机的试车。

    McCormick表示,ADVENT发动机的试验“极其成功”,但也揭示了一些意料之外和高度相关的信息。“其中之一是我们发现用于了解自适应循环性能的建模技术虽然相当完善,但对三涵道自适应发动机的建模却存在一些差异。有些模拟的很到位,但有一些仍需要重复调试。这台发动机对我们来说是非常有价值的工具。”ADVENT计划也引出了随后的AETD项目,后者由GE和普·惠于2012年赢得竞标,罗·罗公司则被淘汰出局。AETD项目着眼于能够使战斗机发动机油耗降低25%、军用推力比F135增加5%、加力推力提高10%的发动机技术。因此AETD在效率和推力方面都超过ADVENT,而且与后者在初期采用瞄准B-2轰炸机类型的动力范围所采用较小的核心机不同,AETD将基于一个更大的核心机。

    尽管GE最初将AETD发动机的目标定为可分别适合未来美国海军F/A-XX和空军F-X六代机,二者精确的推力需求仍然“变化范围很大”。由于主要的问题尚未确定——比如六代机是单发还是双发,因此GE将F-35设定为发动机发展计划的基准。McCormick表示:“(F-35)好歹是个实物,而且也是个富有挑战性的对象。从公司的角度讲,如果这项技术向前发展,至少这些机会中会有一个五代机的可能性,而且F-35将会生产相当长时间。因此尽管自适应发动机会比F-35现在的推进系统稍大一些,但仍然可以使用同样的进气道。我们必须解决如何在不对现有结构进行大变动的前提下,在整个包线内以更加省油的方式产生更大的推力。”

    AETP发动机的设计“将比目前F-35标准的需求更为激进,但还达不到能驱动定向能武器的水平。”取而代之的是三涵道带来的好处是打开F-35飞行包线的低空高速部分,能使飞机在150米(500英尺)高度以马赫数0.8/0.9的速度飞行。McCormick补充说:“目前F-35在低空的飞行因为热管理需求而受到限制,你不能使飞机过热。我们正在开展的项目可以在2020年代中期以前用到F-35上,这取决于AETP项目的规模和投资强度,最早可以在2022-2024年实现。”

    对于真正用于六代机的发动机,三涵道的好处将会在提高性能的同时能够支持先进武器和系统。McCormick说:“几乎可以肯定这些未来的平台将会使用定向能武器,预计所需的电力至少为1MW。我们正在试图确定这个设计范围。作为AETD的一部分,我们正在进行下一代权衡研究。利用AFRL提供的经费,我们正在资助三家飞机制造商(波音、洛克希德·马丁和诺斯罗普·格鲁曼)共同开展相关工作。AFRL的愿景是这些研究将有助于武器系统承包商告知飞机其能力水平,从而推动备选方案分析(AOA)的进展。技术的可能性到底有多大?答案是仍然随着时间在进化。AOA目前仍处在规划阶段,空海军还都没有正式启动该项工作。”当GE公司希望采用通用核心机策略时,通过与空军全寿命管理中心的讨论了解到这些发动机将会有所不同,需要进行缩放。可能会对低压涡轮结构进行适当修改,如果下一代战斗机采用双发的话,就不需要太大的进气流量。

    McCormick表示,即使发动机的推力级从B-2(F118单台推力8460daN)上升到F-35(F135单台加力推力19135daN)级别,AETD核心机的大小也不会变化太多。基准核心机的尺寸是建立在满足超声速飞行和加速能力的基础上。“这些需求仍在不断增长,当我们以下一代战斗机为应用对象时,核心机的尺寸可能会因为变成双发设计而再次调整。”GE的AETD发动机构型从外形轮廓上看和F136很相似,但实际上几乎是全新的设计。首先3级风扇就有明显区别,包含了可调机构和自适应结构特征,外侧还加上了环形的第三涵道。高压压气机来源于Leap发动机压比22的10级压气机设计,涡轮和燃烧室也比F136有了显著的改进。

    其中最具先进性的领域,也是GE认为其在六代机发动机竞争中的王牌,是对轻重量耐热陶瓷基复合材料(CMC)的大量应用。F136只在第3级涡轮导向器采用了CMC,而现在CMC被用在从燃烧室到低压涡轮的整个热端部件上,包括旋转件。CMC在旋转件上的领先应用2014年在F414发动机上成功的进行了验证。

    第三涵道中还将安装2套热交换器。McCormick解释说:“我们发现高压比风扇和压气机存在一个问题,就是空气温度过高。因此我们在空气进入涡轮之前增加了低温冷却空气系统。”比例放大的AETD热交换器及其他结构的详细设计将尽快确定,以应对AFRL在3月份将要进行的发动机系统初步设计评审。核心机的详细设计评审已经在2014年晚些时候完成,并在NASA格林研究中心进行了三涵道冷气流和喷流影响台架试验。一些由树脂基复合材料(PMC)制造的轻重量静子件也完成了部件试验。在下一代军用发动机之后,GE也打算在商用发动机上应用CMC,从而发挥其广阔的材料和气动优势。

    McCormick表示:“公司很乐意做这些事,已经在用于AETD及后续项目的技术方面投入了大约10亿美元。”其中6亿美元支持包括用于Leap、GE9X和Passport等商用发动机的CMC等先进技术,另外4亿美元则直接用于ADVENT和AETD等军用技术的研发。

    在完成2014年11月开始的全环燃烧室台架试验后,GE公司2015年将完成全尺寸PMC部件评估和在怀特-帕特逊空军基地的高压压气机台架试验。加力燃烧室试验计划在12月份开始,同时为2016年上半年开始的风扇台架试验做好准备。尽管加力燃烧室和尾喷管技术研发并非这些自适应循环技术验证项目的内容,但GE仍在推进加力技术研究,探索如何使三股气流在发动机尾部顺利混合。GE的AETD项目将于2016年完成风扇试验和核心机试车之后结束。普·惠公司同样也要在今年年初完成其AETD发动机的初步设计评审。根据公司公布的少量下一代发动机计划细节,普·惠预计在2016年上半年开展先进高压核心机的演示试验,随后在年内完成带有三涵道自适应风扇及相匹配的加力和排气系统的整机试验。(中国航空工业发展研究中心 晏武英)http://www.dsti.net/Information/News/92928
zhh894217 发表于 2015-7-27 21:04 | 显示全部楼层
普惠下一代战斗机动力发展策略
2015-07-27 16:34 国际航空 国际航空 我要评论0
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核心提示: 虽然GE公司的自适应循环发动机研制处于领先地位,但是普惠公司以其现役的两款战斗机发动机(F119、F135)技术为基础,通过材料应用关键技术创新,确保在自适应循环发动机研制中也占有一席之地。



虽然美国还没有披露下一代战斗机发动机的设计指标要求,但是以海军F/A-XX和空军F-X为代表的第六代战斗机的起飞总重、机动性和作战半径等都较现役的F-22和F-35战斗机有较大的提升。

下一代动力性能要求

为了实现雷达的全频域隐身,下一代战斗机需要携带更多的机载设备载荷;在整体机队规模缩小的情况下,为了维持战斗力,下一代战斗机需要携带更多的战斗载荷。上述两项要求发动机有较大的起飞推力。随着美国海外军事基地维持难度的增加和任务隐蔽性、突然性要求的上升,下一代战斗机的作战半径需要增大,同时要具备更好的不开加力超声速巡航能力。虽然由于雷达、红外等超视距侦察能力和空空导弹能力的不断提高,战斗机之间的空中格斗几率下降,但仍然需要下一代战斗机在接敌时具有更快的速度和更强的动力。

这些指标虽不精确,对发动机的能力提升要求却是巨大的。大作战半径需要发动机具有更低的耗油率和更好的亚声速巡航效率;大起飞总重、高机动性则需要发动机具有更大的推力、更快的推力变化;超声速巡航要求发动机配有能力更强的核心机,高压压气机压比和高压涡轮进口总温都要有较大的提高,同时需要高低压涡轮具有更强的变工况工作能力及高温疲劳强度。与此同时,发动机还需要满足隐身、特别是红外隐身的要求。这些相互矛盾的需要对发动机的设计提出了较大的挑战。能在涡喷和涡扇之间、或者在小涵道比和中涵道比之间实现模式转换的变循环发动机(VCE)是能够满足上述对发动机需求的解决方案之一。

实际上,在20世纪90年代,GE公司的YF120双涵道变循环发动机方案已经展示出变循环发动机在未来航空动力装备中的重要用途。2006年,美国空军研究实验室(AFRL)提出了自适应发动机概念,并于2007年正式实施自适应通用发动机技术(ADVENT)项目,由此拉开了美国军方正式推动变循环技术发展的大幕。

在此基础上,AFRL于2012年开始实施自适应发动机技术发展(AETD)项目,预计在2016年结束。其后续计划——自适应发动机转移项目(AETP),也已经规划完毕,预计2020年结束。同时,美国海军作为ADVENT计划的参与者,也投入了部分资金,并从2012财年开始实施变循环先进技术验证(VCAT)项目。VCAT计划将在美国空军的ADVENT 计划研究基础上,根据海军的需求(包括降低发动机噪声、适应航母飞行甲板上的起降作业等需求)开展研究,使美国海军下一代战斗机用变循环发动机的技术成熟度达到4~5级。

普惠的优势

美国军方已经表示采用自适应循环发动机(ACE)作为第六代战斗机动力。与普惠公司相比,GE公司是具有较大技术优势的发动机研制商,其关于变循环燃气涡轮发动机的研制最为成功。GE公司从20世纪60年代初期就开始着手研究VCE概念,先后提出了变量泵压气机(VAPCOM)、涡喷/涡扇复合循环、涡轮增强循环发动机(TACE)、串/并连模式变循环概念、三轴可调涵道比变循环概念(MOBY)等多种VCE方案。1976年后,GE公司的VCE研制进入了实质进展阶段,迄今已经发展了4代,目前正在研制第5代VCE。2007年以来,GE公司参加了美国空军全部的ACE研究计划,包括已经规划、尚未实施的AETP项目。在自适应风扇、转子叶片上的风扇(FLADE)、第三涵道、换热器、陶瓷基复合材料(CMC)等方面先进技术研发上取得了显著的成果。

在变循环发动机的研发上,普惠公司虽然也一直在参与,但是其实质性研究成果数量较GE公司相差较多。普惠公司在第六代战斗机发动机研发方面的主要优势:拥有目前美国最先进的两型进入服役序列的战斗机发动机;在自适应发动机的研制中也占有一席之地,而且在关键技术上有更高一级的创新。

美国目前最先进的现役战斗机发动机是F119和F135,这两型发动机都是由普惠公司研制的。两型发动机的研制过程使普惠公司先进航空发动机技术的成熟度与工程化应用水平提高了一个等级。另外发动机服役之后的维护、维修与改进改型所获得的经验与数据以及用户反馈,都将使普惠公司的航空发动机研发能力得到较大提升。特别是F135发动机是世界上唯一一型进入服役序列的推重比为10的发动机。其低压涡轮具有非常强大的变工况工作能力,可以在转速基本不变、效率仅下降3%的情况下,在10s之内多输出22000kW的功率。这对下一代战斗机采用定向能武器具有至关重要的支撑作用。

自适应发动机是变循环发动机的高级形式,也可以称之为三涵道变循环发动机,是目前美国军方支持的重点。虽然普惠在双涵道VCE中优势不明显,但在ACE中却充分展示了雄厚的先进技术实力。普惠公司没有中标ADVENT项目,但强势进入了后续的AETD和AETP项目,而且在美国海军的VCAT项目中竞标成功。

发展战略

面对美国军方对第六代战斗机发动机的选择以及目前在技术上的优势和不足,普惠公司在第六代战斗机发动机研发上采取了“确保改进、力争改型”的策略。“确保改进”,即通过对F135进行改进技术、提高性能,确保其在F-35战斗机服役期内作为唯一发动机使用;“力争改型”,即以F135为基线平台,对其进行自适应循环特征的技术升级与改型,以争取第六代战斗机发动机选型成功。这个发展策略既包括升级F135,同时也明确了使用F135作为改进载体、研究下一代自适应循环发动机。

确保改进

美国军方目前还没有升级F135的明确需求,但是普惠公司已经开始利用各种渠道开展研究工作。普惠公司目前与海军在燃油改善项目上进行合作,同时结合了涡轮冷却技术。此技术最近在XTE68/LF1验证机上进行了试验,并计划2016年在F-35上进行装机试验,预计会使F-35降低5%的燃油消耗。涡轮叶片冷却技术在2013年就在XTE68/LF1验证机上成功进行了试验,使批量生产的F135发动机实现了约2400K的最高涡轮进口温度。这些涉及的技术已经达到了一个较高的技术成熟度,预计在2018年左右就可以在发动机上使用。

此外,普惠公司还在开展F135使用寿命延长计划,主要目标是增强其承担载荷的能力,以提高50%的使用寿命。主要的技术途径就是降低全任务过程中的发动机平均循环温度。普惠公司认为提高使用寿命的一大因素就是降低发动机的大修次数,所以确定了减少F135维护成本30%的目标,同时可以延长F135的在翼时间。这项改进研究符合美国联合项目办公室和海军真正的关注重点,即减少战斗机在全生命周期内的成本。

力争改型

普惠公司与AFRL合作,在AETP项目中把变循环技术加载到F135上,相关的资金预计2015年年底到位。AETP计划的目标是发展一型200kN推力级的战斗机发动机,使其成为F-35战斗机未来换发的一个可能选择。

普惠公司和GE公司目前都在与AFRL合作进行AETD项目的研究。AETD项目将在2016年结束,其研究成果将使自适应发动机技术提高一个成熟度等级,降低工程和制造发展(EMD)阶段的风险。普惠公司正在开展AETD发动机初步设计评审,并已开始组装新的高压比核心机,其技术大部分借鉴了普惠公司的齿轮传动风扇发动机PW1000G的核心机技术,成熟度较高。普惠公司已经进行了三涵道自适应风扇的台架试验,并计划2016年在佛罗里达州的西棕榈滩试验基地,将自适应风扇装在F135上进行全尺寸发动机测试,该发动机也将装配有第三涵道和带有加力的排气系统。

F135改型自适应循环发动机最大的问题是F-35战斗机机身比较紧凑,没有太多的回旋余地,这使第三涵道的安装难度较大。普惠公司需要与洛克希德·马丁公司一道进行深度的飞发一体化设计与改型,在减小飞机内部空间与增加发动机第三涵道之间寻找一个平衡点。

除了与AFRL合作外,普惠公司与海军在VCAT项目上也展开合作,以确定和提高未来舰载战术、情报、监视和侦察系统中使用的自适应循环技术成熟度。VCAT项目充分利用了AFRL发起的变循环研究成果,其主要技术途径之一是探索使用涡轮升级改型来实现自适应循环。

由于普惠公司是基于现役发动机进行技术升级与改型项目,所以可以以较低的成本获得较大的技术改进。普惠公司认为,自适应循环改型是真正在已有的成熟基础上“挤”出这些改善性能、降低全生命周期费用的技术,所以这些技术一旦取得进展,在发动机型号上成熟应用将会是一个较快的过程。

关键技术创新

在自适应循环发动机技术中,被公认的最先进的技术是陶瓷基复合材料(CMC)的应用。普惠公司针对未来的商用和军用发动机,策略是发展可应用在高压涡轮转子结构上,能承受更高温度的CMC材料。这与GE公司的CMC应用观点完全不同,GE公司认为CMC应用在静子结构和低压涡轮转子结构上会取得更大的收益。

普惠制订这项策略的原因有两个:一是普惠的新发动机低压涡轮级数采用了低级数结构设计;二是热传导合金性能的不断改善。

普惠公司重点发展的是2700K水平的CMC。由于普惠公司的新发动机的低压涡轮只有3级,所以承受较低温度的CMC在普惠发动机结构中没有太多优势。与此相对,普惠公司着眼于在未来的高压涡轮转子叶片中使用高温CMC,这是可能会产生最大收益的地方,同时也是最大程度地利用CMC密度低、重量小的特点。

同时,普惠公司认为CMC用于静子部件还需研究,主要原因是除了制造成本外,CMC的导热系数相对比较低,而静子结构的重量要求比高温转子结构低。所以原则上可以使用导热系数更好的材料,比如更高级的合金以应用在静子结构中,减少冷气的引用量。普惠公司使用PW1524G发动机(2级高压涡轮+3级低压涡轮)进行了相关试验,以证明在低压涡轮级数较少的结构中,静子部件使用CMC收益不是很多。

普惠公司也在研究使用单片陶瓷用于空气密封,以及使用铌、钴和钼一类的先进合金在静子结构上实现耐高温的能力。由于这些合金的导热系数非常高,性能可以得到极大的提升。

( 杨殿成 朱大明)
http://www.cannews.com.cn/2015/0727/129981.shtml
klonoa1121 发表于 2016-5-20 16:24 | 显示全部楼层
http://www.dsti.net/Information/News/99774
美国海军开发JSF战斗机发动机涡轮盘加工废料回收工艺,显著降低制造成本

2016-05-20

      [据本站2016年5月20日综合报道]美国联合攻击战斗机(JSF)的F135发动机涡轮盘采用镍基高温合金锻件制造,成本很高。涡轮盘在进行磨削加工时,所产生的磨屑中含有镍合金、切削液及磨盘产生的陶瓷碎屑,而这种带有其他副产品的镍合金余料无法用于锻造新的毛坯。

      美国海军金属加工中心(NMC)正在主导一个海军ManTech项目,旨在开发一种工艺,可以在磨削废料中分离与回收镍合金,以使制造商普惠公司可以将回收镍合金重新用于锻造。这将减少生产过程对镍合金的需求,从而显著降低F135发动机镍合金部件的制造成本。本项目成果预计将使每台发动机成本降低至少5900美元,未来五年1188台发动机将因此节约成本700万美元。普惠公司希望将所开发的回收工艺进一步用于其他磨削废料回收,使未来五年项目成本降低760万美元,整个项目周期成本节约超过1320万美元。

      本项目集成产品团队(IPT)由JSF项目办公室、普惠公司及NMC组成,将表征F135发动机涡轮盘制造过程中产生的磨削废料中的不同成分,并确定可以再重新用于锻件制造的回收镍合金的规格。此后,IPT将开展用于回收不同材料的废料分离工艺调研,NMC将进行实验室规模的分离试验,以在磨削废料中分离镍基高温合金。在工业界支持下,IPT将把实验室规模的镍合金回收工艺扩大到生产规模。当该回收工艺在生产中得到验证后,IPT将采用所回收的镍基高温合金制造锻造毛坯并进行测试,以验证是否符合涡轮盘的制造要求。(北方科技信息研究所  商飞 胡晓睿)

klonoa1121 发表于 2016-7-4 23:08 | 显示全部楼层
http://www.cannews.com.cn/2016/0704/155742.shtml
GE和普惠赢得了下一代美军用航空发动机合同
2016-07-04 09:22    两机动力控制微信公号        
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导读
       近日,美国空军宣布授予通用电气GE和普惠公司各自约10亿美元的合同,以帮助这2家企业在原自适应发动机计划(AETP,Adaptive Engine Transition Program)下,研发下一代军用发动机,以用作美国的第6代战机引擎,并升级美国现有的F-25闪电II战机。
       在6月30日公布的公告上,美国国防部表示,给GE航空集团拨款9.195亿美元,给普惠公司拨款8730亿美元,要求设计和测试一个“完全的,重量中等”的45000磅推力的自适应涡扇发动机。根据合同要求,该发动机最终将于2021年9月30日在俄亥俄州帕特森空军基地的美空军生命周期管理监督中心验收,然后美军根据最终情况进行最终选择。
      当前,全世界的军用发动机基本为固定热力循环引擎,即要么追求最大功率,要么追求燃油效率最优化。GE公司表示,AETP引擎为3涵道自适应热力循环发动机,可以实现从功率最大和效率最优两种模式的相互切换。
      AETP计划由美空军研究实验室AFRL主导,于2007年开始,涉及美国GE公司和罗尔斯-罗伊斯北美公司,但可能出于保护主义,2012年的后续自适应发动机技术开发(AETD,Adaptive Engine Technology Development)项目授予给了美国GE航空集团和普惠公司。
      2014年,GE声称测试了第一台完整的自适应热力循环、3涵道引擎,并表示在2015年3月完成了一台初步的AETD发动机,该发动机将飞行半径扩大了30%,油耗效率提高了25%,推力提升超过10%。
      GE航空集团先进作战发动机项目总经理丹-麦考密克表示:“近十年以来,GE航空集团已成功地与美国国防部合作,并有效的设计,制造和测试了引擎的架构、压气机技术、冷却技术、冷却技术和材料技术,并将它们进行了革命性的结合。而我们非常荣幸能够继续与美国空军研究实验室工作,同时启动下一个阶段的技术成熟工作。”
      而普惠公司,它提供了F-22猛禽战机的F119-PW-100涡扇发动机、闪电II战机的F135发动机和未来B-21远程打击轰炸机的航空发动机,并在AETD项目下在2013年试验台上测试了一个3涵道发动机风扇样机。同时,它还参与了海军的先进变循环发动机项目,为下一代F/ A-XX和舰载机引擎研发新技术。
      普惠先进方案和技术高级主管吉米-凯尼恩表示:“我们一直为F-22和F-35设计发动机,有了这一基础和经验,我们和空军在AETD项目上取得了巨大的进步,我们渴望进入自适应引擎发展的下一个阶段。”
作者:奇正


zmic 发表于 2016-7-10 14:29 来自航空航天港手机版! | 显示全部楼层
klonoa1121 发表于 2016-5-20 16:24
http://www.dsti.net/Information/News/99774
美国海军开发JSF战斗机发动机涡轮盘加工废料回收工艺,显著 ...

    涡轮盘用LAM技术还达不到要求吧?
    http://bbs.9ifly.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=10791&extra=page%3D2&page=3&mobile=2
klonoa1121 发表于 2016-7-18 21:44 | 显示全部楼层
http://www.dsti.net/Information/News/100497
GE公司公布三涵道自适应发动机试验计划细节
2016-07-18
      [据美国《航空周刊》网站2016年7月11日报道] 通用电气(GE)公司和美国空军正在启动“自适应发动机技术发展”(AETD)项目的先进压气机和风扇台架试验,为后续开展全尺寸三涵道自适应发动机研制和试验项目铺平道路。
      试验将在美国空军研究试验室位于俄亥俄州怀特•帕特逊空军基地的压气机研究室进行,将持续5个月,三涵道发动机可用作多种用途,其设计在需要提高推进效率时刻提供额外的空气流量,降低巡航阶段的耗油率。当需要作战推力时,发动机能够改变内部结构,提高核心及流量,以产生更高推力和冷却空气。这种变形能力对于同时提高美军未来战斗机的航程和高速性能至关重要,还可在2020年代用于F-35联合攻击战斗机换发。
       通往研制一台生产型战斗机用自适应发动机的第一步就是今年6月30日授予GE和普惠公司的“自适应发动机转化项目”(AETP),合同总价值达到20亿美元。当前的重点是由两家厂商在2012年启动的“自适应发动机技术发展”(AETD)项目下,对新的自适应发动机方案的组成模块进行测试,从而验证发动机的关键部件。
       GE公司近日公布了测试计划的部分细节,压气机试验将贯穿整个夏季,并持续到秋季早期。试验结束后将拆下压气机,换上风扇试验件,之后还要进行几个月时间,最终希望能在今年年底或最晚到2017年年初结束全部工作。试验用的压气机为全尺寸,而风扇则为缩比件。目前的设计方案是适合装在F-35战斗机上的200 kN推力级发动机,出于硬件成本和设备能力的考虑,采用了缩比的风扇试验件,这也是技术研究中常用的方法。
       压气机台架试验目的是验证更高级载荷的设计,从而提供将来自适应发动机所需的超高压比。用于这些高性能核心机设计的经验大多来自Leap-1和GE9X等商用发动机,其工作温度和压比与自适应发动机的很接近,后者正是从这些商用研发项目衍生而来的。GE公司没有公开压气机的级数和性能目标的细节,不过表示级数仍处于目前常见的战斗机发动机范围内。.压气机的总压比很高,但具体数值仍然保密。级载荷是设计的实质,并应用了GE公司最先进的气动设计能力,以期在比传统发动机更加紧凑的空间内获得更高的压比。
       GE自适应循环结构的机械细节也处于严格保密状态,只知道发动机在从一种状态转换到另外一种状态时主机从前到后都会有变形动作,这种变化会导致发动机重心位置的变化,增加了安装到F-35发动机舱时的要求,也为设计工作带来了很大挑战。研发团队花了一年时间进行结构优化,解决机械界面、重量和中心之间的矛盾。目前的结果应该可以满足F-35战斗机的使用要求,并经过了洛•马公司的兼容性校验。
       在AETP项目启动后,GE公司将继续推进AETD发动机结构设计的成熟,计划到2017年下半年完成详细设计评审,随后发放整台发动机的制造图纸。GE希望从2019年 制造3台试验发动机,其中首台用来评价基本结构设计,第二台用于性能和可操作性评估,第三台则用于耐久性验证。AETP项目将持续到2021年,包括将一台发动机安装到F-35上的潜在选项。GE公司表示可能的方式是选择一台地面试验中发动机,安装到飞机上进行地面试车,以获得在试车间里无法得到的系统集成信息。此外还有进行飞行演示验证的选项,最终执行哪些选项还要取决于空军的决定。(中国航空工业经济技术研究院  晏武英)
klonoa112 发表于 2016-8-31 22:02 | 显示全部楼层
http://www.dsti.net/Information/News/101073
美国陆军授出未来旋翼机发动机初始设计评审合同
2016-08-31
     [据英国《飞行国际》网站2016年8月23日报道]美国陆军将总价值超过2.5亿美元的改进涡轮发动机项目(ITEP)初始设计评审合同授予给GE和霍尼韦尔/普惠团队,该项目旨在研发动力更强、更可靠、燃油效率更高的发动机以用于波音AH-64 和西科斯基UH-60直升机。
     GE的合同为1.02亿美元,先进涡轮发动机公司(ATEC,霍尼韦尔/普惠合资,各占50%)的合同为1.54亿美元,这些资金将用于推进其未来两年的设计,为2017年春进入工程与制造开发(EMD)提议和2018年初的完全初步设计评审做好准备。届时,获胜的一方将获得一份独立的发动机研发合同。GE的ITEP候选发动机是单轴的涡轴发动机GE3000,而ATEC正在研发的双轴的涡轴发动机HPW3000。
     陆军计划能在2019年进入EMD阶段,2024年初始的ITEP发动机进入服役,2027年达到全速生产能力。该发动机还将是2020年后美国陆军未来垂直升力(FVL)的候选动力,动力达到3000轴马力且符合陆军“作战能量初始能力文件”需求。这就要求新的发动机相比配装现有两型直升机的GE公司的T700,燃油消耗降低25%、动力提升50%、设计寿命长20%。该发动机还要求在高温/高原环境中工作良好,包括6000英尺/95华氏度。该项目的总价值估计可达到100亿美元。
     陆军希望能够通过最低限度的机体修改就能将ITEP用于UH-60和AH-64,增加的功率将增强高温/高原性能而保持现有的传输极限。之后,两型直升机的变速器将进行升级以更好地匹配更强的动力。
     GE已经对两台GE3000发动机开展了试验,并计划从陆军正在开展的未来经济可承受涡轮发动(FATE)项目的新型直升机涡轴动力中借鉴技术,后者尽管是更大的下一代发动机(5000-10000轴马力级),但通过缩比可用于满足ITEP需求。首台FATE试验发动机将在9月开始运转试验,其在燃烧室和衬里采用了陶瓷基复合材料,并且其压气机性能超过新型GE9X涡扇发动机达到的27:1的压比。
      ATEC称其双轴构型发动机能够比单轴的GE3000功率多出10%,而由于双轴能够更好地优化速度,其还能够比GE3000的燃油消耗率低3-5%。
根据现在的计划,ITEP项目将包括采购68台初始研发型发动机,而最终将采购超过6200台发动机。如果考虑陆军未来潜在FVL旋翼机的衍生型应用,这一数量还会提升。(中国航空工业经济技术研究院 王传胜)


klonoa112 发表于 2016-9-21 20:35 | 显示全部楼层
http://www.dsti.net/Information/News/101357
美国准备启动下一代国家级军用航空发动机技术研究计划
2016-09-21
      [据美国《航空周刊》网站2016年9月1日报道] 美国军方与工业界正在开展新一代国家级军用发动机技术发展计划的规划工作,除先进推进技术外还首次纳入了完整的综合能量与热管理要素。
      该计划称为“支持经济可承受任务能力的先进涡轮技术”(ATTAM)计划,由美国空军研究试验室(AFRL)领导,目标是研发用于一系列下一代高、中、低功率涡轴和战斗机发动机的技术。纳入综合能量与热管理技术的驱动力是为了满足未来发动机支撑更多电力系统、定向能武器、功率更大的传感器等需求,同时提高推进效率和飞行器自身的能量水平。
      新计划将继承已经实施十年的“通用经济可承受先进涡轮发动机”(VAATE)计划,其细节可望在9月中旬举行的政府-工业界涡轮发动机技术论坛后公布。VAATE计划将于2019年结束,而ATTAM计划在2017年启动,二者之间会有2年左右的重叠。
      ATTAM计划将对具有广泛基础的研究工作进一步发展,延续了2005年启动的VAATE计划和1987年启动的“综合高性能涡轮发动机技术”(IHPTET)两个国家级推进预研计划所遵循的思路。IHPTET计划首次将政府支持的研究工作集中到涡轮发动机技术上,其目标是将推重比提高一倍。该计划的工作聚焦在可直接应用的发动机性能改善措施上,得到的技术已经融入到F119和F135发动机上。
      VAATE计划的内容扩展到涵盖从进气道到排气装置的整个推进系统,还包括了研发可用于一系列军民用发动机类型的多用途技术。与IHPTET计划集中在性能不同,VAATE计划的目标是将经济可承受性提高10倍。在该计划启动时也针对每类发动机专门确定了可度量的技术目标,这样整个项目朝着10倍经济可承受的目标情况也就可以定量测算。对大型涡扇/涡喷发动机,目标包括推重比提高200%,油耗降低25%,发动机研制、采购和寿命期维护成本减少60%。
      AFRL表示VAATE计划制定了多个专用的项目目标,很多已经达到,其中一些还将继续延伸到ATTAM计划中,包括航程和耐久性等。ATTAM计划正处于规划阶段,将进一步发展VAATE计划的技术,并加强与热管理和能量生成等模块的综合。目前在“能量优化飞机”(EOA)计划中已经在研发能改善五代和六代战机热/能量管理的技术,其核心是AFRL的“综合飞行器能量技术”(Invent)子计划,采用基于模型的设计方法研发自适应、智能的飞机能量系统。在Invent计划2017年完成之后,将开展后续的“兆瓦战术飞机”(MTA)计划,目标是测试将Invent的技术放大后满足未来战机所需几兆瓦水平电力载荷的能力。
     另一个相关的项目是最近启动的“支持下一代能力的综合推进能量与热管理”(INPPAT)计划,将实现一套完整的综合能量与热管理系统的成熟与演示验证,研究能够兼容和接纳部分能量管理技术的发动机技术。AFRL表示在自适应发动机发展过程中仍存在某些难题,比如多轴功率提取的能力。目前已经知道如何制造这种发动机,而INPPAT计划的目标则是如何去实现这些功能。ATTAM计划也试图了解当发动机应用能量与热管理系统时的综合方式。
AFRL同时还准备测试在一台F110发动机上施加可供提取兆瓦级功率的载荷所带来的影响,试验在NASA格林研究中心推进系统试验室的高空试验台进行,以进一步了解发动机在模拟高空条件下的反应。AFRL已经建立了预测用的分析模型,通过试验能够更好的了解模型的精准度。该高空台的PSL-3号舱可模拟21000米高度、马赫数3.0的工作环境,低流量时模拟高度可达到27000米。PSL-4号舱则可模拟马赫数4的速度,并为发动机提供压力1138kpa(165 psia,相当于11个大气压)、流量达172.5kg/s的高温高压来流。(中国航空工业经济技术研究院  晏武英)


klonoa112 发表于 2016-10-9 17:26 | 显示全部楼层
klonoa112 发表于 2016-8-31 22:02
http://www.dsti.net/Information/News/101073
美国陆军授出未来旋翼机发动机初始设计评审合同2016-08-31  ...

http://www.dsti.net/Information/News/101506
GE开始试验大型直升机用FATE(未来经济可承受涡轮发动机)发动机
2016-10-09
      [据美国Helihub网站10月7日报道]GE航空已开始进行其大型涡轴发动机整机首个技术状态的试验,该试验属美国陆军研制计划的一部分,为新一代高速旋翼机提供可能的动力系统选项。
      在美国陆军选择GE公司研发5000至10000轴马力发动机的5年多时间之后,未来经济可承受涡轮发动机(FATE)开始了全尺寸台架试验
该发动机与霍尼韦尔公司的T55发动机、罗•罗公司的AE1107C发动机以及GE公司自己的T408发动机属相同的功率等级。
      GE公司表示:对FATE发动机的要求更高,需达到一系列更加具备进取性的性能目标,其中包括:功重比提高80%、制造和维护成本降低45%、耗油率降低35%、以及设计寿命延长20%。
      GE航空先进涡轴项目总经理Harry Nahatis表示:“FATE项目是GE公司历史中的最先进涡轴发动机研制项目,集中使用了用于下一代推进系统的大量最先进技术”。
      美国陆军希望发展新的一系列高速旋翼机,最大飞行速度超过200节(370.4千米/小时)。未来垂直起降飞行器系列中的一个版本可能在2030年后取代波音公司的AH_64及西科斯基公司的UH-60。作为备选,FATE发动机也可能被选来作为波音公司CH-47“支奴干”直升机换发所用,该型直升机当前使用两台T55发动机。
      FATE发动机是GE公司面向军用旋翼机扩张战略的关键部分。三台T408发动机,GE公司商业上的型号为GE38,用作海军陆战队CH-53K重型直升机的动力。GE公司还在参与竞争改进涡轮发动机项目(ITEP),美国陆军计划在GE3000或HPW3000发动机中选择一型,替换较小的用于AH-64和UH-60的GE公司的T700发动机,HPW3000发动机由霍尼韦尔公司和普•惠公司的合资公司研制。(中国航空研究院 常小榕)
zhh894217 发表于 2016-10-15 13:19 | 显示全部楼层
美军着手全面更新军用直升机发动机
常小榕

2016-10-13 10:30:01

美国作为全世界经济、科技以及军事实力最为强大的国家,其航空发动机的发展一直领先于世界。在大、中型军用涡扇发动机大幅领先其他国家的同时,美国在军用直升机发动机发展方面,出于军事应用需求愈发迫切,以及现役多型涡轴发动机改进潜力挖掘殆尽等原因,已安排了不同功率级,多个型号军用涡轴发动机的预研或研制计划,取得了一定进展。

型号研制接近尾声的GE38发动机

——“种马之王”动力之源


通用电气公司的GE38-1B涡轴发动机(军用编号T408-GE-400),用于装备美国海军陆战队CH-53K“种马之王”重型直升机,是根据2006年通用电气公司与西科斯基公司签订的系统演示和验证(SDD)合同,在其GE27发动机成熟技术的基础上,重新设计热端部件并采用更为先进的材料发展而来的。

GE38-1B起飞功率达5600千瓦(7500轴马力),较CH-53E上使用的T64发动机功率提升57%、耗油率降低18%、部件数量减少63%。

GE38-1B发动机,搭配CH-53K直升机采用的全新的旋翼系统和传动系统,并辅以CH-53K机体采用大量复合材料结构减轻重量,将大幅提升了CH-53K相对于其前一代CH-53E的性能,满足海军陆战队的使用需求。

近年来,由于美国海军陆战队在阿富汗和伊拉克承担了大量的地面战斗任务,迫使海军陆战队部队的装备极大地重型化。CH-53K配装GE38-1B发动机后,将使得美国海军陆战队可以重获快速机动的能力,是海军陆战队未来发展的关键装备。

GE38发动机研制项目于2006年签订SDD合同,2009年1月完成关键设计评审(CDR),2010年5月完成首台发动机试验(FETT),2011年交付首台GE38发动机用于CH-53K项目试验。2015年10月27日,随CH-53K成功首飞。截至目前,GE38已经完成了超过6000小时包括飞行试验在内的各种试验,验证了该型发动机出色的性能和强耐久性,可以满足美国海军陆战队对于CH-53K的作战使用需求,并有较大的耗油率裕度,能够显著降低CH-53K的全寿命周期成本。按照美国海军陆战队的计划,使用GE38-1B发动机的CH-53K重型直升机将于2019年形成初始作战能力(IOC)。

即将进入型号研制的AATE计划/ITEP项目——“黑鹰”和“阿帕奇”直升机能力提升的关键

2007年美国启动先进经济可承受涡轮发动机(AATE)技术预研计划和随后的改进涡轮发动机项目(ITEP)项目,目的是研制T700涡轴发动机的替代者。

AATE预研计划包含在美国通用经济可承受先进涡轮发动机(VAATE)计划中,研究相关技术用于发展一型与T700发动机尺寸相当的2205千瓦(3000轴马力)级涡轴发动机。这款发动机将比T700发动机功率提高50%、功重比提高65%、油耗降低25%、购买和维护成本降低35%、寿命延长20%。

ITEP项目是AATE计划的延续,目的是承接后者的预研工作,并把所研究的先进技术带到工程与制造研制阶段,为“黑鹰”和“阿帕奇”研制和取证全新的先进涡轴发动机,并很有可能为下一代轻型攻击/侦察旋翼机提供动力。

ITEP发动机研制成功后,将大幅提升美国陆军UH-60和AH-64等直升机的性能。这两型直升机的基本型几乎都是上世纪60、70年代研制的,当时设定的作战环境是东北亚亚寒带丘陵、东南亚热带雨林,以及欧洲温带丘陵地区,对直升机的高温/高原、防沙尘等能力并没有过多要求。这使得UH-60和AH-64等直升机在处于伊拉克、阿富汗等夏季昼间温度高、平均海拔高等作战环境时,直升机运载能力严重不足。替换“黑鹰”直升机的“未来垂直起降飞行器”FVL型号,最早在2028年开始进入服役,UH-60“黑鹰”的换代启动则不会早于21世纪30年代,有可能服役至21世纪50年代。为了在这20多年中大幅提高陆军现役中型直升机的作战能力,并节省使用成本,美国启动了AATE技术预研计划和随后的ITEP项目,研制T700涡轴发动机的替代者。

AATE计划于2007年启动,原计划为期52个月,在2012年完成演示验证样机的耐久性和性能试验后结束,但受预算紧缩和试验结果未能满足所有指标的影响,AATE计划延长了18个月至2015年。2015年9月美国陆军发布了ITEP项目的招标书(RFP),2016年8月美国授出了ITEP项目的初始设计评审阶段合同。ITEP初始设计阶段将持续24个月。在该阶段完成后,陆军将在参加竞争的先进涡轮发动机公司(ATEC,普惠公司和霍尼韦尔公司的合资公司)和通用电气公司间选择一家承包商,进入之后的工程与制造发展(EMD)阶段。陆军计划ITEP项目在2019年进入的EMD阶段,2024年初ITEP发动机进入服役,2027年达到全速生产能力。

FATE(未来经济可承受涡轮发动机)预研计划——为CH-47“支奴干”换发并面向下一代中型通用/攻击旋翼机

为了向可能的CH-47“支奴干”换发计划以及未来的中型FVL研制发动机,美国陆军启动了FATE预研计划。该计划的目标是验证3675~7350千瓦(5000~10000轴马力)等级的先进涡轴发动机技术。与AATE计划的竞争机制不同,FATE计划只有一个承包商。2011年11月,GE公司获得了这份超过4500万美元的成本共担合同。FATE计划预计在2016~2017年达到技术成熟度6级,并期望在2020年启动型号研制项目,以便在2025年左右各大直升机承包商竞争中型FVL旋翼机项目时可以使用先进的动力系统,满足陆军的FVL性能指标。

FATE计划的具体技术指标是,相比2000年的技术水平,把功重比提高85%、油耗降低25%、生产和维护成本降低45%、寿命延长20%,达到6000小时。

FATE验证机和GE公司AATE计划验证机GE3000的构型完全不同,但是可以通用部分先进技术,比如增材制造等。FATE验证机的功率范围比较宽,但目前GE公司并不知道中型FVL最终所需的确切功率等级定位于多少。因为不同功率等级验证机的尺寸会有所不同,功率越大尺寸相应越大,因此FATE验证机的功率选择为可在目前GE公司涡轴发动机试验设施中进行试验的最高等级,以便最大程度保证涵盖所有功率范围。

2011年11月,GE公司获得FATE计划合同;2012年11月,GE公司通过了FATE验证机的详细设计评审;2015年10月,GE公司已完成FATE项目压气机、燃烧室和涡轮等关键部件的试验,这些试验连同之前完成的进口粒子分离器试验,验证了将要用在FATE整机验证中的这些部件中使用的先进技术的效用。

FATE发动机压气机台架试验演示了GE航空公司历史上压比最高的单轴压气机。燃烧室试验通过使用CMC材料降低了冷却气流的流量。FATE涡轮台架试验演示了最先进的效率、先进气动和优化的冷却方案。在FATE项目期间,增才制造的使用实现了以更低的成本更快地构建发动机部件。

其他研究项目——为未来涡轴发动机提供更先进的技术

AECDA计划(替代发动机概念设计和分析)

2013年3月,美国陆军航空应用技术理事会要求工业界提供一份AECDA项目的方案,该方案将为之后的替代发动机概念发动机(ACE)预研计划奠定基础。ACE是美军最新的先进涡轴发动机技术预研计划,目的是为未来各型FVL旋翼机发展所需的发动机技术,以满足其超高的性能指标。ACE预研计划的功率范围覆盖29~7350千瓦,功重比将提高90%、耗油率降低40%、生产和维护成本均降低50%。该计划包括多项潜在的研究途径,比如变速动力涡轮技术和自适应涡轴发动机技术等。ACE计划在2014财年进行应用研究工作,2017财年启动先期技术验证,预计2021财年结束时完成全尺寸地面样机验证,技术成熟度等级达到6,为型号研制做好技术储备。

AVSPOT(先进变转速动力涡轮)预研项目

AVSPOT计划由美国陆军航空应用理事会与NASA合作发起,针对变速动力涡轮技术开展的最新技术预研工作,并使这些技术在今年进入到实验室状态。AVSPOT计划可在综合优化动力涡轮的成本、重量和耐久性后,将动力涡轮转速维持在55%~105%的速度范围之间,可使旋翼机在起飞和爬升时获得更高的旋翼转速,在巡航时获得较低的转速。2012年11月,美国陆军授予了普惠公司一份AVSPOT计划合同,标志着该计划进入到具体的研究阶段。2012年GE公司同样获得了AVSPOT计划的合同。AVSPOT非常适合FVL旋翼机,因为当旋翼机飞行速度提高时,旋翼的转速最好要降低。如果可以在动力涡轮而不是在主减速器上做到这一点,那么动力系统的设计工作将更加简单。AVSPOT计划的最大挑战是如何在较宽的动力范围内保持高效率。

ASTRO(旋翼机作战自主持续保障技术)计划

关于ASTRO计划的报道较少,该计划的目的是为涡轴发动机的控制系统发展自适应技术和健康管理技术。GE公司目前已经在民用大涵道比发动机上应用了上述技术,但在涡轴发动机上还尚未实现。

统观美国军方由近期安排的多个涡轴发动机预研或研制计划,美国军方通过使用GE-38发动机代替上一代T64发动机;使用ITEP发动机替代T700系列发动机;使用FATE发动机替代T55发动机,在不远的将来,美军使用的主要几型涡轴发动机将全面迎来换代升级,并支撑军用直升机性能的大幅提升。

http://www.cannews.com.cn/epaper ... story/1181069.shtml
klonoa112 发表于 2016-11-4 01:13 | 显示全部楼层
http://www.dsti.net/Information/News/101943
通用电气公司成功测试包含35%增材制造零部件的航空发动机  
2016-11-03
                              [据3ders网站11月1日报道]  通用电气公司已经对一台35%零部件都采用增材制造的演示验证发动机进行了测试。该发动机主要用于验证增材制造技术在先进涡桨(ATP)发动机的适用性,ATP发动机将为德事隆最新研制的Cessna Denal单引擎涡桨飞机提供动力。  

      航天航空领域一直在追求将增材制造作为重要技术手段。通用电气公司此次展示了一个35%增材制造零部件的发动机,无疑是航空航天领域增材制造技术应用的一个壮举,适用于ATP发动机的所有增材制造零部件将使发动机减重5%,特定燃油消耗减少1%,进一步表明了增材制造技术应用的良好效果。  

      为了验证ATP发动机零部件,通用电气公司开发了CT7-2E1技术演示验证发动机——a-CT7,其在18个月内完成设计、制造和测试。该验证发动机对现有CT7(采用减材制造)发动机进行反求,全面展示出航空航天增材制造的能力,超过900个采用传统减材制造的零部件变为仅由16个增材制造零部件。虽然验证发动机不打算飞行运行,但ATP发动机零部件派生自CT7,使得经a-CT7成功测试的增材制造零部件可以集成到ATP发动机中。  

     该ATP发动机将为新的Cessna Denali单引擎涡桨飞机提供动力,将比任何航空历史上生产发动机中使用的增材制造零部件都多,855个减材制造零部件将减少为12个增材制造零部件,占发动机总零件数量的35%。这些增材制造零部件包括:油底壳、轴承座、框架、排气箱、燃烧器衬套,热交换器和固定流动道部件。  

     在ATP发动机中使用12个增材制造零部件标志着发动机中零部件数量比CFM LEAP发动机显著增加。CFM LEAP发动机只包含一个增材制造燃料喷嘴。然而,设计LEAP增材制造燃料喷嘴的8位工程师在a-CT7中制造了16个增材制造零部件,并且将有更多的增材制造零部件集成到下一代的演示验证发动机中。  

     在通用电气公司看来,增材制造技术不仅有助于减轻发动机部件的重量,还将提高生产速度。例如,燃烧器衬套两天就可以采用增材制造成形。增材制造的另一优势是加快了测试周期。诸如ATP这样的项目,通用电气公司的一个关注重点是使硬件设备能更快地测试,而不是花费太多时间在计算机上进行模拟仿真。通过尽快对实体硬件设备进行测试,可以使用测试结果数据来帮助更好地进行设计迭代,这样可以更快设计出更好地产品。  

     这一1240马力ATP涡桨发动机是通用电气公司涡桨发动机中的一个新系列,目标是瞄准公务及通用航空领域动力市场(1000~1600马力),计划在2017年底前投入运行。新的Cessna Denali飞机将由ATP提供动力,飞行距离可达到1600海里,速度高于285节。

     通用电气公司航空业务副总裁Brad Mottier最近报告说,公司已经花费了大约10亿美元来执行其整体增材制造计划。在10月份未能收购德国SLM解决方案公司后,最终收购了德国Concept Laser公司。(北方科技信息研究所  李晓红)


13128611781 发表于 2016-11-8 19:02 | 显示全部楼层
很多无人机桨扇尾置,开式转子发动机是否大有作为?
朱建华 发表于 2017-1-12 21:55 | 显示全部楼层

摩擦焊 被广泛应用于航空发动机的加工工艺中。

本帖最后由 朱建华 于 2017-1-12 22:14 编辑

欧美发航空动机研究 注重材料 加工工艺的不断改进。尤其采用耐高温材料之后摩擦焊接被广泛应用。根据最新的相关报道,航空发动机中约30%的零件应用了摩擦焊技术。由此减轻了本体重量、提高质量而延长使用寿命。摘自:http://www.materials.manchester.ac.uk/our-research/research-impact/friction-welding/      As climate change continues to hit the headlines, aeroplane engine manufacturers are all competing to design more environmentally friendly technologies. As a general principle, engines run more efficiently and release less harmful emissions when they run at higher temperatures - more than one thousand degrees in an aircraft engine. Unfortunately, materials that can withstand such high temperatures cannot be joined by conventional welding techniques.
A research team at The University of Manchester was involved in the development of a friction welding procedures and post-processing treatments, which allow Rolls-Royce to introduce specialist high temperature materials into their engines.
Adopting this new welding method, Rolls-Royce is now able to use materials and novel alloys that can handle engine temperatures up to 50°C higher than before. These latest models have better fuel efficiency with lower emissions of harmful NOx and CO2.
The Manchester research team was also involved in the development of "blisk" technology, which allows Rolls-Royce to weld blades to disks, reducing the weight of critical engine parts. This weight reduction also improves fuel efficiency.
Following extensive testing and industrial trials, Rolls-Royce now use the new welding technology in several of its engines. For example, the Trent 900 engine, which powers the A380 Airbus, employs nickel superalloys joined by inertia friction welding.
The number of friction welds has continued to increase in engines for the Boeing 787 and the A350 Airbus. This has contributed to the A350's new Trent XWB engine being 25% more fuel efficient than its closest competitor. Rolls-Royce has orders for more than 1200 Trent XWB engines which first saw flight in early 2013. Rolls-Royce reports that this engine has helped the company to maintain its market share.
In recognition of this cutting-edge research Professor Philip Withers was awarded theArmourers & Brasiers' Company Prize by the Royal Society in 2010. Professor Michael Preusswas awarded the Grunfeld Memorial Award and Medal by the Institute of Materials, Minerals and Mining in 2013.
Key facts and figures:

                               
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BoltsFriction welding can replace heavy bolts in engine components.

                               
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EnginesMore than 1200 Trent XWB engines have been ordered.

                               
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FuelThe Trent XWB is 25% more fuel efficient than its closest competitor.

                               
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TemperatureFriction welding allows Rolls-Royce to build engines that run 50°C hotter than before.

                               
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WeightComponents made using friction welding are up to 30% lighter than using the same assembly joined by using bolts.Background
Professor Michael Preuss, Professor Philip Withers and their research team used large-scale research facilities and advanced microscopy to study the detailed structure of engine materials (including specialist high temperature alloys) which had been joined using inertia and linear friction welding. These studies identified how the welding processes and post-welding treatments affect the strength and performance of the engine materials.
The researchers worked to minimise residual stresses by either identifying optimum welding parameters or applying an appropriate post-weld heat treatment that relaxes the stresses sufficiently without compromising the microstructures and properties of the engine component.
The studies revealed that the chemistry of alloys has a pronounced effect on the generation of residual stresses following inertia friction welding. The researchers also showed that proposed post-weld heat treatments only partially relieved residual stresses, but they were able to develop an alternative and more effective treatment. The residual stresses were measured using neutron diffraction, shown to be a much better analytical technique than conventional hole drilling method.
Extensive laboratory and industry-based research and testing allowed the team to optimise the parameters for inertia and linear friction welding.



List of referenceshttp://www.materials.manchester.ac.uk/our-research/research-impact/friction-welding/
R.J. Moat, D.J. Hughes, A. Steuwer, N. Iqbal, M. Preuss, S.E. Bray and M. Rawson, Residual Stresses in Inertia Friction Welded Dissimilar High Strength Steels, Metallurgical and Materials Transactions A, 40A, (2009) 2098-2108. (3 citations, WoS)
R.J. Moat, M. Karadge, M.Preuss, S.E. Bray and M. Rawson: Phase transformations across high strength dissimilar steel inertia friction weld, Journal of Materials Processing Technology, 204 (1-3), 2008, 48-58. (9 citations, WoS)
M. Karadge, M. Preuss, P.J. Withers, S. Bray: Importance of crystal orientation in linear friction joining of single crystal to polycrystalline nickel-based superalloys, Materials Science and Engineering: A, 491, 2008, 446-453. (20 citations, WoS)




The TeamLead academics:
  • Professor Philip Withers
  • Professor Michael Preuss

Powering the A350 XWB.

A350 XWB's engines powered up.

Research Links
  • Theme:[size=1em]Airframe, Aeroengine, and Transport Materials
  • Institute:[size=1em]UMARI


Companies
  • [size=1em]Rolls-Royce
  • [size=1em]Airbus
  • [size=1em]Boeing


Related Links
  • [size=1em]Airbus - A350 XWB



klonoa112 发表于 2017-4-11 22:04 | 显示全部楼层
http://www.dsti.net/Information/News/103949
罗•罗公司即将开始首台“Advance 3”发动机核心机测试
2017-04-10
     【据ainonline网站2017年4月6日报道】罗尔斯•罗伊斯公司正在为即将到来的“Advance 3”发动机核心机试验做最后的准备,该核心机将是未来大型发动机的基础。试验将使用基于遄达XWB-84风扇系统和遄达1000发动机低压涡轮组合而成的混合动力发动机。罗•罗公司表示,它所设计的Advance 3是要建立一个新的“可调比例”架构。Advance 3发动机核心机上个月在公司位于英国布里斯托尔的厂房中开始组装,进展顺利。公司将会把核心机运到英格兰德比的基地,2017年中开始试验。(汉同)

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klonoa112 发表于 2017-4-22 22:52 | 显示全部楼层
http://www.dsti.net/Information/News/104064
美国正开发下一代陶瓷基复合材料
2017-04-17
     【美国复合材料网站2017年4月11日报道】美国正寻求陶瓷基复合材料(CMC)的新发展,开发更耐高温和具有更高损伤容限的陶瓷基复合材料。目前,美国先进陶瓷协会正在开发一个2700°F(1482°C) CMC的路线图。GE航空负责CMC研发的Krishan Luthra表示,随着CMC的推进,GE的愿景是将CMC在喷气发动机和工业燃气涡轮机热区的应用扩展到叶片、喷嘴和衬垫等部件。据称,GE航空已完成其垂直一体化CMC供应链中最后两个设施建设(纤维和预浸料),正开发下一代的CMC组件,如涡轮叶片。
       事实上,GE公司用于替代GE90发动机的GE9X发动机(配装B-777,2019年进入服务),将含有五个不同类型的CMC零件——燃烧室内、外衬、1级高压涡轮(HPT)罩环、1级喷嘴、2级喷嘴。与LAEP仅在1级高压涡轮(HPT)罩环上使用CMC相比,这是一个很大的进步。目前,GE公司正在全力加速生产,目标是在2020年,达到GE9X订单超过20000发动机(36000个罩环)/年。
       下一代CMC在发动机热端部件应用仍需解决:材料韧性不足难以满足疲劳性能需求;材料制备工艺复杂、成本高等问题。随着CMC的推进,应对措施之一是开发与GE所用的熔融渗透(MI)不一样的制备工艺,改善过多的硅挥发,导致基体中形成裂缝,造成材料脆性大、韧性不足的现象。另一个措施是,改进材料成分,改变含硅材料在高温下会与水蒸气反应,造成成分损失的现象。从而降低对多层环境障涂层(EBC)的依赖,达到将成本的目的。(中航工业发展研究中心 胡燕萍)
klonoa112 发表于 2017-12-28 22:00 | 显示全部楼层
klonoa112 发表于 2016-11-4 01:13
http://www.dsti.net/Information/News/101943
通用电气公司成功测试包含35%增材制造零部件的航空发动机   ...

【行业动态】GE宣布完成先进涡桨发动机ATP的首次地面试车
Original 2017-12-28 Allen 两机动力控制

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      GE公务和通用航空部门副总裁兼总经理Brad Mottier表示:“进行先进涡桨发动机ATP的地面试车是我们今年最大且最重要的目标。这个里程碑是由于GE全球团队经过两年巨大努力达到的结果,我们正在为公务和通用航空带来真正的催化剂,并且正在按计划执行。成熟的技术整合将加快发动机的设计、研发和适航认证周期。”

      先进涡桨发动机ATP将于2018年开始进行认证测试,该发动机将为德事隆航空公司新的塞斯纳-迪纳利(Cessna Denali)公务机提供动力,塞斯纳-迪纳利公务机预计在2018年年底首飞,在该飞机服役之前,发动机将完成超过2000小时的测试。

      GE航空涡桨发动机项目总经理Paul Corkery表示:“持续的测试将从发动机处获得有价值的数据,验证空气动力学、机械和气动热力性能。随着发动机的地面试车和大部分零部件完成测试,早期的迹象表明,我们将达到甚至超过我们期望的发动机性能。”

      新的1,240轴马力的先进涡桨发动机ATP目标瞄准公务和通用航空动力引擎市场,GE公司期望它能够撬动竞争对手普惠加拿大公司在1000~1600轴马力范围内的垄断地位。GE表示,随着79项新技术的推出,ATP发动机提供了一系列的先进技术,以及无与伦比的性能和效率。

      ATP发动机具有业内最高的16:1的总压比,与相同尺寸的同类产品相比,该发动机的燃油消耗降低了20%,巡航功率增加了10%。在4000小时的时间内,它的大修时间比其领先的竞争对手多出33%。

      最值得一提的是,ATP发动机还是航空历史上采用“3D打印”最多的航空发动机,约35%的涡桨发动机部件是通过3D打印而成。该技术将传统制造所需的855个零件减少为12个3D打印零件,包括密封件、轴承座、框架、排气段、燃烧衬套、热交换器和固定流路部件。3D打印部件使得ATP发动机减重5%,同时在燃油效率上提高了1%。

      自2015年11月Mottier在美国国家公务航空协会(NBAA)大会上宣布推出ATP发动机以来,GE已经承诺在该发动机上投入超过4亿美元用于研发。GE公司还和捷克政府达成协议,在捷克成立了新的涡桨发动机总部,用于研发、测试和制造发动机。当该新工厂完成并全面开工时,预计将有500名员工。GE在捷克的工作岗位已经增加了约180个,预计到2018年还将增加80个。
https://mp.weixin.qq.com/s/ASEKJfcEgtxim9a2M2rGKw
klonoa112 发表于 2018-3-13 21:10 | 显示全部楼层
klonoa112 发表于 2017-12-28 22:00
【行业动态】GE宣布完成先进涡桨发动机ATP的首次地面试车
Original 2017-12-28 Allen 两机动力控制
2018年3月7日,美国通用电气GE公司宣布对该公司最新的研发的ATP(Advanced Turboprop)发动机正式命名为Catalyst先进涡桨发动机,该发动机主要针对公务和通航市场,其中三分之一的零部件采用3D打印而成。

Catalyst其英文含义为催化剂的意思,GE公司表示,该名称代表了GE公司新型涡桨发动机的承诺,通过创新技术来“催化”涡桨发动机市场,其包括:获得更高的性能;减少飞行员的工作量;利用数字化实现个性化服务和支持。

GE航空涡桨发动机公司总经理Paul Corkery表示:“GE Catalyst先进涡桨发动机正在重新定义涡桨发动机的用途,将在公务和通用航空领域为飞行员、飞机制造商和操作员,它会给几十年来几乎都没有技术注入的行业领域起到催化剂的作用。”
https://mp.weixin.qq.com/s/1Mk2BFYR-e5IBNkHhpnFRg


klonoa112 发表于 2018-6-26 00:56 | 显示全部楼层
普惠公司调整F-35战斗机的发动机升级计划
2018-06-21
  
    [据国际航空新闻官网2018年6月13日报道]2018年6月,普惠公司宣布改变原有F135发动机的升级路线,提供了两个为期4年的阶段性升级计划,取代2017年发布的10年三阶段设计全新发动机计划。两个阶段分别命名为“升级选项”1.0和2.0,以获得更大推力、更低的燃油消耗和更有效的热管理。

    目前,F135发动机推力40000磅,即177千牛,“升级选项”1.0旨在实现发动机推力增加10%,燃油消耗率降低5%,对于F-35B机型,普惠还将与罗罗公司合作,以提高5%的垂直升力。“升级选项”2.0将采用美国空军研究实验室“先进发动机转化计划”(AETP)相关成果,通过引入三涵道结构、自适应变循环控制技术和新材料等,在四年内提高F135发动机的推力和热管理能力。(中国船舶信息中心 孙明月 于宪钊)http://www.dsti.net/Information/News/110194

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