Стационарные авиационные двигатели фирмы дженерал электрик. В крупнейшем в мире авиадвигателе нашли конструкторский просчет. Модификации моторов JZ

Двигатель GE9X на летающей лаборатории Boeing 747-400

Специалисты американской компании GE Aviation во время стендовых испытаний крупнейшего в мире авиационного двигателя GE9X обнаружили, что при работе одни из элементов его статора испытывают повышенные нагрузки. Как пишет Aviation Week , эти повышенные нагрузки являются следствием небольшого конструкторского просчета, который, впрочем, на этапе разработки силовой установки относительно легко отстранить. Из-за обнаруженного просчета начало летных испытаний GE9X пришлось на некоторое время отложить.

Разработка GE9X ведется GE Aviation с 2012 года. Диаметр вентилятора этого двигателя составляет 3,4 метра, а диаметр его воздухозаборника - 4,5 метра. Для сравнения, диаметр GE9X всего на 20 сантиметров меньше диаметра фюзеляжа лайнера Boeing 767 и на 76 сантиметров больше диаметра фюзеляжа лайнера Boeing 737. Новая силовая установка может развивать тягу до 470 килоньютонов. GE9X имеет крайне высокую степень двухконтурности - 10:1. Этот показатель позволяет двигателю поддерживать высокую мощность, потребляя существенно меньше топлива по сравнению с другими двигателями.

Новый двигатель будет устанавливаться на пассажирские лайнеры Boeing 777X, самые большие в мире двухдвигательные пассажирские самолеты. Длина лайнеров в зависимости от версии составит 69,8 или 76,7 метра, а размах крыла - 71,8 метра. Самолет получит складное крыло, благодаря которому сможет помещаться в стандартном авиационном ангаре. Размах сложенного крыла B777X составит 64,8 метра. Максимальная взлетная масса лайнера составит 351,5 тонны. Самолет сможет выполнять полеты на расстояние до 16,1 тысячи километров.

К настоящему времени двигатель GE9X прошел несколько этапов испытаний, а с мая прошлого года участвовал в сертификационных проверках. По итогам одной из проверок выяснилось, что плечи рычагов, приводящих поворотные лопатки статора, который расположен за лопатками 11-ступенчатого компрессора GE9X и отвечает за сглаживание и направление воздушного потока, испытывают во время работы двигателя нагрузки, превосходящие расчетные. Потенциально это может приводить к поломкам. Другие подробности об обнаруженной проблеме не раскрываются.

В компании GE Aviation объявили, что специалисты пришли к выводу о необходимости замены приводных рычагов статора. Пока будут и изготавливаться новые рычаги специалисты намерены решить, возможно ли двигателю с имеющимися такими элементами приступить к летным испытаниям. В американской компании также отметили, что обнаруженный просчет не скажется на сроках испытания лайнера Boeing 777X, первый полет которого намечен на февраль 2019 года. Завершение сертификации силовой установки, вероятнее всего, тоже не сдвинется; оно запланировано на начало 2019 года.

После начала серийного производства GE9X пополнит семейство турбовентиляторных реактивных двигателей GE90. В начале прошлого года стало известно , что компания General Electric разработала мощную газотурбинную электростанцию, основу которой составил выпускаемый серийно двигатель GE90-115B. Использованная для создания электростанции силовая установка пока является крупнейшим в мире серийным авиадвигателем, диаметр вентилятора которого составляет 3,3 метра.

Новая газотурбинная электростанция получила обозначение LM9000. Ее электрическая мощность составляет 65 мегаватт. Станция может обеспечивать электричеством до 6,5 тысяч домов. После пуска станция способна выходить на полную рабочую мощность в течение десяти минут. GE спроектировала новую электростанцию для обеспечения электричеством заводов по производству сжиженного природного газа. Использовать серийный турбовентиляторный двигатель в составе электростанции компания решила, потому что это позволяет существенно снизить ее стоимость.

Василий Сычёв

Двигатели Toyota 1G-GE заменили на посту версию GEU той же серии. При этом компания дефорсировала силовой агрегат, сделала его более надежным и увеличила ресурс. Силовой агрегат отличался достаточно надежной конструкцией и оптимальными показателями мощности для своего объема.

Это 6-цилиндровый агрегат, который впервые появился в 1988 году, а уже в 1993 уступил место более современным и легким моторам. Чугунный блок цилиндров весил довольно много, но при этом демонстрировал традиционную для тех времен надежность и хорошую ремонтопригодность.

Технические характеристики двигателя Тойота 1G-GE

ВНИМАНИЕ! Найден совершенно простой способ сократить расход топлива! Не верите? Автомеханик с 15-летним стажем тоже не верил, пока не попробовал. А теперь он экономит на бензине 35 000 рублей в год!

Наибольшие преимущества всех агрегатов серии, включая их прародителя 1G-FE, скрываются в технических характеристиках. Мотор с обозначением GE оказался одним из самых удачных в своей линейке, пусть и не продержался на конвейере достаточно долго. Вот основные характеристики ДВС и особенности эксплуатации:

Обозначение агрегата	1G-GE
Рабочий объем	2.0
Количество цилиндров	6
Расположение цилиндров	рядное
Количество клапанов	24
Мощность	150 л.с. при 6200 об/мин
Крутящий момент	186 Н*м при 5400 об/мин
Используемое топливо	А-92, А-95, А-98
Расход топлива*
- город	14 л / 100 км
- трасса	8 л / 100 км
Степень сжатия	9.8
Система питания	инжектор
Диаметр цилиндра	75 мм
Ход поршня	75 мм

*Расход топлива зависит от модели автомобиля, на который устанавливали данный двигатель. Мотор не обеспечивает особо экономичную поездку, особенно при индивидуальном тюнинге и изменении мощности. Зато тюнинг Stage 2 дает доступ к 250-280 л.с. мощности.

Главные проблемы и неприятности с мотором 1G-GE

Несмотря на простую классическую структуру и конструкцию, проблемы с эксплуатацией популярны. На сегодняшний день основной недостаток силовых установок этого типа – возраст. При больших пробегах появляются самые неприятные неполадки, которые крайне дорого и сложно ремонтировать.


Но есть и ряд детских болезней ранней рядной шестерки от Тойота:

1. Головка блока от Yamaha доставляла проблемы, но большим количеством проблем известен мотор GEU – предшественник 1G-GE.
2. Стартер. От возраста этот узел стал доставлять серьезные переживания владельцам авто, да и с самого начала на него было немало жалоб от автомобилистов.
3. Система впрыска топлива. Сама дроссельная заслонка неплохо работает, но инжектор приходится регулярно обслуживать, его система далеко не идеальна.
4. Капитальный ремонт. Вам придется долго искать шатуны, ремонтные поршни, а также аккуратно растачивать блок цилиндров, чтобы избежать его разрушения.
5. Жор масла. На 1000 км этот агрегат после 200 000 км пробега может поедать до 1 л масла, и это считается заводской нормой.

Сам процесс обслуживания и ремонта данного агрегата довольно сложный. Чего стоит только замена коллектора или его восстановление. На сервисе придется провести немало времени, просто чтобы снять устройства для их осмотра. В серии 1G компания Тойота постаралась показать все свои чудеса инженерии. Но GE в этом случае не самый страшный вариант. К примеру, версия 1G-FE BEAMS требует гораздо больше внимания при любых ремонтных работах.

На какие авто устанавливали данный мотор?

Ближайшие родственники этой модели двигателя устанавливались на огромный модельный ряд корпорации. Но для 1G-GE компания нашла лишь четыре основные модели. Это такие модели Toyota, как Chaser, Cresta, Crown и Mark-II 1988-1992. Все автомобили среднего размерного класса, седаны. Мощности и динамики мотора хватало с запасом на данные модели, а вот расход не радовал.

Доступен ли свап на другой агрегат Toyota?

Свап без переделок доступен только в пределах одной серии 1G. Многие владельцы Mark-II или Crown, которые уже заездили родной агрегат до невозможности ремонта, выбирают 1G-FE, который устанавливался на большее количество моделей (к примеру, на GX-81) и доступен сегодня на разборках и в качестве контрактных моторов.

Если у вас есть желание и время, можно также заняться свапом на 1-2JZ, к примеру, а также на . Эти моторы тяжелее, поэтому стоит позаниматься ходовой частью автомобиля, подготовить ряд дополнительных аксессуаров и деталей для замены. На хорошем сервисе свап продлиться не более 1 рабочего дня.

Особое внимание при свапе стоит обратить на настройки ЭБУ, распиновку, а также на различные датчики, такие как датчик детонации. Без тонкой настройки мотор просто не будет работать.

Контрактные моторы – цена, поиск и качество

В данной возрастной категории двигателей гораздо лучше искать мотор на отечественных разборках, где вы можете вернуть двигатель или провести его качественную диагностику в момент покупки. Но контрактные движки также доступны для приобретения. В частности, напрямую из Японии до сих пор поставляют данную серию с довольно демократичным пробегом. Многие моторы пролежали долго на складах.


При выборе учитывайте такие особенности:

• средняя цена уже в России составляет 30 000 рублей;
• пробег проверить практически невозможно, стоит осмотреть свечи, датчики, внешние детали;
• просмотрите номер агрегата, убедитесь в том, что он целый и не подвергался изменениям;
• сам номер набит в нижней части мотора вертикально, искать нужно возле стартера;
• после установки на авто проверьте компрессию в цилиндрах и давление масла;
• при установке б/у агрегата первый раз стоит сменить масло через 1500-2000 км пробега.

Немало проблем возникает с контрактными двигателями с пробегом свыше 300 000 км. Оценивается оптимальный ресурс данного двигателя в 350 000-400 000 км пробега. Поэтому при покупке слишком заслуженного мотора вы не оставите себе достаточного зазора для эксплуатации без проблем.

Мнения владельцев и выводы по мотору 1G-GE

Владельцы автомобилей Toyota предпочитают старые двигатели, которые оказываются очень достойными в плане ресурса и не доставляют значительных проблем в эксплуатации. Стоит обратить внимание на качество сервиса, так как использование плохого масла выводит из строя детали поршневой группы довольно быстро. Некачественное топливо также не для данного агрегата, судя по отзывам владельцев.

Также в отзывах можно увидеть, что многие жалуются на повышенный расход. Следует соблюдать умеренные режимы поездки, учитывая и уважительный возраст техники.

В целом, мотор достаточно надежный, он подлежит ремонту, пусть и довольно сложный по своей конструкции. Если вы покупаете контрактный силовой агрегат, убедитесь в его нормальном пробеге и высоком качестве. Иначе вскоре придется снова вкладывать деньги в ремонтные работы.

В настоящее время в гражданской авиации эксплуатируется большое количество различных типов двигателей. В процессе экс­плуатации каждого типа двигателя выявляются отказы и неисправ­ности, связанные с разрушением различных конструктивных элемен­тов из-за несовершенства их конструкции, технологии производства или ремонта и нарушения правил эксплуатации. Разнообраз­ный характер отказов и неисправностей отдельных узлов и агрега­тов при эксплуатации силовых установок в каждом конкретном случае требует индивидуального подхода к анализу их состояния.

Наиболее частыми причинами отказов и неисправностей, приво­дящим к досрочной замене двигателей и в ряде случаев к их вы­ключению в полете, являются повреждения и разрушения лопаток

„пвессора, турбины, кам< р ь°’а, шя, опор двигателя, вра­вшихся механических частей,

Легатов системы регулирования?, смазки двигателя. Поврежде — ‘ 1Я компрессоров связаны зача­лю с попаданием в них посто­ронних предметов и усталостны­ми разрушениями лопаток. Наи­более частыми последствиями по­падания посторонних предметов является забоины и вмятины на

лопатках компрессора, которые создают очаги концентрации на­пряжений и могут привести к усталостному разрушению

Причиной усталостного разрушения лопаток компрессора явля­ется совместное действие статических и вибрационных нагрузок, которые под влиянием концентрации напряжений, вызываемых раз­личными технологическими и эксплуатационными факторами и воздействием окружающей агрессивной среды, вызывают в итоге усталостные разрушения. При эксплуатации двигателей большого ресурса наблюдаются случаи износа лопаток компрессора и уплот­нений, отложения пыли, грязи И солей на лопатках компрессора, что приводит к снижению коэффициента полезного действия двига­теля а уменьшению запаса устойчивости по помпажу.

Для предупреждения отказов двигателей по причине разру­шения компрессоров необходимо контролировать техническое со­стояние лопаток компрессоров при их обслуживании. Конструкция двигателей должна обеспечивать возможность осмотра всех ступе­ней лопаток компрессора.

Наиболее частыми дефектами турбин газотурбинных двигате­лей являются оплавления, трещины, коробление и эрозионно-кор­розионные повреждения лопаток сопловых аппаратов, дисков тур­бин и рабочих лопаток (рис. 14.2). Такого рода повреждениям в первую очередь подвержены рабочие и сопловые лопатки первых ступеней турбин, изменение состояния которых в значительной мере влияет на экономичность двигателей, а интенсивный эрозионно — коррозионный износ существенно снижает прочность и в ряде слу­чаев является причиной обрыва.

Основной причиной интенсивного эрозионно-коррозионного по­вреждения лопаток является попадание в двигатель солей щелоч­ных металлов вместе с продуктами пыли, влаги и продуктами сгорания, которые в условиях высоких температур разрушают защит­ную окисную пленку и способствуют адсорбции серы на поверхно­сти металл - окисел. Вследствие этого при длительной эксплуата­ции двигателей происходит интенсивное сульфидирование материа­ла, приводящее к его разрушению.

Причинами коробления и оплавления лопаток сопловых аппа­ратов и рабочих лопаток турбины является превышение темпера­тур выше допустимых значений при запуске двигателя или неис-

нравности топлшзсрп улирующей аппаратуры, приводящие к завы шеишо расхода топлива Виедре’ иие систем защиты двигателей от превышения температур в де предельных регуляторов те|. перртуры газов (систем ПРТ ОТГ) на газотурбинных двигате­лях второго поколения значи­тельно уменьшает вероятность появлення указанных дефектов.

Одним из наиболее частих дефектов турбин является уста­лостное разрушение рабочих ло­паток. Усталостные трещины ча­ще всего зарождаются в замковой части лопаток, на выходных п входных кромках. Рабочие лопатки турбины эксплуатируются в сложных условиях и подвергаются воздействию сложного спектра динамических и статических нагрузок. В связи с большим коли­чеством запусков и выключений двигателей, а также многократ­ными изменениями режимов их работы лопатки турбины подверга­ются многократным циклическим изменениям теплового и напря­женного состояний.

На переходных режимах передние и задние кромки лопаток подвергаются более резким изменениям температуры, чем средняя часть, в результате чего в лопатке возникают значительные терми­ческие напряжения.

При накоплении циклов нагревания и охлаждения в лопатке могут появляться трещины вследствие термической усталости, по­являющиеся при различной наработке двигателей. При этом глав­ным фактором будет не общее время наработки лопатки, а число повторных циклов изменений температуры.

Своевременное выявление усталостных трещин лопаток турбин при техническом обслуживании значительно повышает надежность их эксплуатации в полете — и предупреждает вторичные разрушения в двигателе при обрыве лопаток турбины.

Камеры сгорания также являются уязвимым конструктивным элементом ГТД. Основными неисправностями камер сгорания явля­ются трещины, коробления и местные оплавления или прогары (рис 14.3). Возникновению трещин способствуют неравномерные нагревы камер сгорания на переходных режимах, неисправности топливных форсунок, приводящие к искажению формы факела пла­мени. Искажение формы факела пламени может приводить к мест­ным перегревам и даже к прогару стенок камер сгорания. Темпе­ратурный режим камер сгорания в значительной мере зависит от режимов работы двигателя. Длительная эксплуатация двигателей па повышенных режимах приводит к повышению температуры стенок камер сгорания и степени неравномерности их нагрева. В связи с этим для повышения надежности двигателей необходимо

соблюдать установи ограничения непрерывной работы двигателей на ш — вишенных режимах

Наиболее характерными дефектами, прнво шцимп к досрочному съему двигате­лей с эксплуатации, а так­же к отказу их в почете, является разрушение спор ротора двигателя, зубчатых передач редукторов ТВД и приводов агрегатов двига­телей. Признаками разрушений указанных элементов двигателей является появление металлических частиц на масляных фильтрах или срабатывание термостружкосигнализаторов

Разрушение шариковых или роликовых подшипников турбины или компрессора происходит вследствие масляного голодания из-за отложения кокса в форсуночных отверстиях, через которые подао дптся смазка к опорам двигателя. Отложение кокса в форсуноч­ных отверстиях происходит прежде всего при остановке горячего двигателя. При прекращении циркуляции масла в нагретом фор сумочном кольце происходит коксование масла Эти явления наблю даются в летние периоды времени и в южных районах страны, т е в условиях высоких температур наружного воздуха.

Причинами разрушения зубчатых передач и шарикоподшипни­ков трансмиссии двигателя является нарушение правил его эксплуа­тации. К ним можно отнести: несоблюдение правил подготовки к запуску двигателей в условиях низких температур (запуск ТВД без подогрева), несоблюдение режимов прогрева и охлаждения и др. При запуске холодного двигателя при высокой вязкости мас­ла может произойти проскальзывание сепараторов подшипников я местный перегрев элементов подшипника. Вывод холодного двига­теля сразу после запуска на повышенные режимы без предвари тельного прогрева может привести из-за разной скорости нагрева внутреннего и наружного колец подшипника к уменьшению зазора ниже допустимого значения (рис. 14.4).

В этом случае внутреннее кольцо нагревается быстрее наружно го, которое сжато корпусом опоры двигателя. При уменьшении зазора ниже допустимого значения возникают местные перегревы обойм и элементов качения, вследствие чего может произойти раз­рушение подшипника.

Самый большой в мире реактивный двигатель April 26th, 2016

Тут и так то летаешь с неким опасением, и все время оглядываешься в прошлое, когда самолеты были маленькие и могли запросто планировать при любой неполадке, а тут все больше и больше. В продолжении процесса пополнения копилочки почитаем и посмотрим на такой авиационный двигатель.

Американская компания General Electric в данный момент проводит тестирование самого большого в мире реактивного двигателя. Новинка разрабатывается специально для новых Boeing 777X.

Вот подробности...

Фото 2.

Реактивный двигатель-рекордсмен получил имя GE9X. С учетом того, что первые Боинги с этим чудом техники поднимутся в небо не ранее 2020 года, компания General Electric может быть уверена в их будущем. Ведь на данный момент общее число заказов на GE9X превышает 700 единиц. А теперь включите калькулятор. Один такой двигатель стоит $29 миллионов. Что касается первых тестов, то они проходят в окрестностях городка Пиблс, штат Огайо, США. Диаметр лопасти GE9X составляет 3,5 метра, а входное отверстие в габаритах равно 5,5 м х 3,7 м. Один двигатель сможет выдавать реактивной тяги на 45,36 тонны.

Фото 3.

По словам GE, ни один из коммерческих двигателей в мире не имеет такую высокую степень сжатия (степень сжатия 27:1), как GE9X. В конструкции двигателя активно используются композиционные материалы.

Фото 4.

GE9X компания GE собирается устанавливать на широкофюзеляжный дальнемагистральный самолет Boeing 777X. Компания уже получила заказы от авиакомпаний Emirates, Lufthansa, Etihad Airways, Qatar Airways, Cathay Pacific и других.

Фото 5.

Сейчас проходят первые испытания полного двигателя GE9X. Испытания начались еще в 2011 году, когда велась проверка компонентов. По словам GE, эта относительно ранняя проверка была проведена с целью получения испытательных данных и запуска процесса сертификации, так как компания планирует установить такие двигатели для летных испытаний уже в 2018 году.

Фото 6.

Камера сгорания и турбина выдерживают температуры до 1315 °C, что дает возможность более эффективно использовать топливо и снизить его выбросы.

В дополнение GE9X оснащен топливными форсунками, напечатанными на 3D-принтере. Эту сложную систему аэродинамических труб и углублений компания хранит в тайне.

Фото 7.

На GE9X установлены турбина компрессора низкого давления и редуктор привода агрегатов. Последний приводит в действие насос для подачи горючего, маслонасос, гидравлический насос для системы управления ЛА. В отличие от предыдущего двигателя GE90, у которого было 11 осей и 8 вспомогательных агрегатов, новый GE9X оснащен 10 осями и 9 агрегатами.

Уменьшение количества осей не только снижает вес, но и уменьшает количество деталей и упрощает логистическую цепочку. Второй двигатель GE9X планируется подготовить для проведения испытаний в следующем году

Фото 8.

В конструкции двигателя GE9X использовано множество деталей и узлов, изготовленных из легковесных и термоустойчивых композитных керамических материалов (ceramic matrix composites, CMC). Эти материалы способны выдерживать огромную температуру и это позволило значительно поднять температуру в камере сгорания двигателя. "Чем большую температуру можно получить в недрах двигателя, тем большую эффективность он демонстрирует" - рассказывает Рик Кеннеди (Rick Kennedy), представитель компании GE Aviation, - "При более высокой температуре происходит более полное сгорание топлива, оно меньше расходуется и уменьшаются выбросы вредных веществ в окружающую среду".

Большое значение при изготовлении некоторых узлов двигателя GE9X сыграли современные технологии трехмерной печати. При их помощи были созданы некоторые детали, включая инжекторы топлива, столь сложной формы, которую невозможно получить путем традиционной механической обработки. "Сложнейшая конфигурация топливных каналов - это тщательно охраняемая нами коммерческая тайна" - рассказывает Рик Кеннеди, - "Благодаря этим каналам топливо распределяется и распыляется в камере сгорания наиболее равномерным способом".

Фото 9.

Следует отметить, что недавние испытания являются первым разом, когда двигатель GE9X был запущен в его полностью собранном виде. А разработка этого двигателя, сопровождавшаяся стендовыми испытаниями отдельных узлов, производилась в течение нескольких последних лет.

И в заключении следует отметить, что несмотря на то, что двигатель GE9X носит титул самого большого в мире реактивного двигателя, он не является рекордсменом по силе создаваемой им реактивной тяги. Абсолютным рекордсменом по этому показателю является двигатель предыдущего поколения GE90-115B, способный развивать тягу в 57.833 тонны (127 500 фунтов).

Фото 10.

Фото 11.

Фото 12.

Фото 13.

источники