IHI新型飞机发动机新材料
发布时间:2014-05-12 06:16
作者:互联网
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使用了美国通用电气
公司生产的发
动机“GEnx”,IHI参与了该发动机的开发,负责开发低压涡轮的旋转部分等。今成部长介绍道:“为了提高发动机性能,需加大
风扇和低压涡轮,为了实现轻量化,
需要制作出既轻又薄的涡轮旋转部件。本公司拥有满足这些要求所需的设计及制造技术经验,因此受到重视,得以加入了开发
团队。” 开发新型
齿轮传动涡扇发动机
目前IHI正在推进开发新型发动机“PW1100G-JM”,该发动机将用于预定2015年投入营运的空客320neo。由美国普惠公司、德国MTU航空发动机公司及IHI加盟的
日本飞机发动机协会三方共同开发。
PW1100G-JM首次采用了“齿轮传动涡扇发动机”(GTF)这一新方式,力争实现高达12的涵道比。以往的涡扇发动机涵道比最高约为10。如果超过这一数值,就要加大风扇,增加涡轮级数,因此
成本和重量也会增加,很难实现实用化。
碳纤维复合材料制成的风扇外壳、
碳纤维复合材料制成的风扇整流叶片的照片,旋转的叶片称为
工作叶片,不旋转的叶片称为整流叶片。
IHI为定于2015年投入营运的空客320neo的齿轮传动涡扇发动机,
供应碳纤维复合材料制成的风扇外壳及风扇整流叶片,以实现轻量化。另外,通过在新一代发动机的低压涡轮上采用
陶瓷复合材料(CMC),提高了其耐
热性,进一步实现了轻量化。
齿轮传动涡扇发动机通过嵌入齿轮(变速箱),可在缓慢旋转风扇的同时,快速旋转涡轮。由此,就可在
改善发动机燃效的同时,避免涡轮增大以及成本增加。今成部长充满期待地说:“齿轮传动涡扇发动机的涵道比最大可达到20左右,今后也有望应用于新一代发动机。”
IHI在风扇外壳和风扇叶片上采用了碳纤维复合材料(CFRP),实现了轻量化。在中型机的发动机上采用碳纤维复合材料在全球尚属首次。
IHI1980年代曾在空客320的发动机的几个部件中采用过碳纤维复合材料,积累了一定的技术实力。今成部长满怀喜悦地说:“这项技术在20年后结出了硕果。”从空客320到空客320neo,发动机的燃效改善了15%。
IHI正在进一步推进技术开发,要在新一代发动机的涡轮高温部位使用陶瓷复合材料(CMC)这种
新材料。就是利用陶瓷复合材料制造低压涡轮叶片。今成部长表示由于陶瓷复合材料的耐热性高达1300℃,而且重量较轻,因此“发动机的燃效可进一步提高10%。我们力争最早于2020年实现实用化”。可能用于空客320neo的后续机型,及最早会在2019年投放市场的波音777后续机型中。
通过采用这些新材料等,飞机的燃耗在近50年里削减了约一半。
2020年还将利用生物
燃料 IHI与神户大学榎本平
教授等共同开发了生物燃料原料藻,并力争实现实用化。照片为培养原料藻的情形。
为了满足市场增长及燃料使用量增大的
需求,IHI目前还在开发飞机专用生物燃料。与神户大学榎本平教授
领导的研发小组及Neo Morgan研究所合作,共同设立了
合资公司,目前正在采用榎本教授进行了
品种改良的“榎本藻”,开发生物燃料。据称这是单位面积燃料
产能最大的藻类。力争2020年实现商用化,2030年普及。现已利用
水槽完成试产,将开始在数百平方米的
水池中生产。(来源:新材料)
备注:数据仅供参考,不作为投资依据。