GE9X发动机:增材制造技术在航空领域的典型应用
原标题:GE9X发动机:增材制造技术在航空领域的典型应用
在过去的25年里 , GE90一直牢牢占据最大商用航空发动机的名号 , 是全球最大也是推力最强的商用飞机发动机 。 但这个称号被自己的小老弟——GE9X拿走啦 。 GE9X也正式从他的前辈GE90手中接过“世界最大商用航空发动机”的桂冠 。 GE9X融合了GE在过去十年中开发的最先进的技术 , 使其成为同类产品中最省油的发动机 , 同时还提供无与伦比的性能 。 GE9X是波音777X系列唯一配备的发动机 。 
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GE9X发动机的主体结构包括1级风扇、3级低压压气机、11级高压压气机、燃烧室、2级高压涡轮和6级低压涡轮 。 风扇直径达3.4米 , 进气道直径为4.5米 , 仅比波音767飞机机身直径小20厘米 , 比波音737飞机机身直径大76厘米 。 16个风扇叶片全部采用第四代碳纤维复合材料 。
2019年7月 , 吉尼斯世界纪录宣布GE航空的GE9X发动机为世界上推力最强大的喷气发动机 , 推力最大能达到60.8吨 。 
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GE9X设计参数
布置形式:双转子 , 1-3-11-2-6涵道比:9.9:1总压比:60推重比:5.2风扇直径3.4m,与波音737的机身大致相同 。
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GE9X零部件制造商
法国赛峰股份公司-风扇机匣 , 低压压气机日本IHI公司-低压涡轮和风扇轴德国MTU-涡轮中框架
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作为世界上最大的发动机 , GE9X非但不吵 , 还很安静 。
在试飞阶段 , GE公司首席试飞员乔恩·欧曼说道:“虽然GE9X是世界上最大的飞机发动机 , 但它的设计要比GE90更高效安静 , 提高了10%左右的效率 , 巨大的风扇实际上也有助于保持安静 。 ”
按照每分贝推力磅数来算 , GE9X也有可能成为世界上噪音最小的飞机发动机 。 GE9X发动机的噪声水平相较于GE90-115B噪音降低了9分贝 。 
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2020年9月28日 , GE9X发动机已通过美国联邦航空局(FAA)认证 , 在其为波音777X飞机系列提供动力的历程中 , 实现了一个重要的里程碑 。 在获得认证之前 , GE9X在测试发动机上完成了5000飞行小时和8000小时发动机循环测试 。 
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GE9X发动机整机测试
增材制造技术在GE9X发动机的制造中发挥着重要作用 , 共有304个3D打印的零件 。
燃油喷嘴
说起GE的发动机 , 当然少不了3D打印燃油喷嘴 。 LEAP发动机通的燃油喷嘴是GE航空公司通过增材制造生产的第一个3D打印零部件 。 GE9X的燃油喷嘴与LEAP发动机的燃油喷嘴基本相同 。
每个GE9X发动机有28个燃油喷嘴 , 由钴铬合金3D打印而成 。 采用3D打印燃油喷嘴可以解决燃油混合和燃油喷射等问题 , 同时还可以减少制造成本 , 提高使用寿命 。 
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低压涡轮叶片
每个GE9X发动机有228片低压涡轮叶片 , 由TiAl合金3D打印而成 , 这种材料比常用于低压涡轮叶片的镍基合金轻50%左右 , 与其前身GE90发动机相比 , 这意味着燃油消耗降低了10%(排放量也随之降低) , GE9X的重量减轻约200公斤 。 TiAl合金属于脆性材料 , 实现3D打印非常困难 , 因此GE公司采用了比较适用于脆性材料打印的电子束铺粉(EBM) 。 
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GE航空旗下的AvioAero在意大利的Cameri工厂正在执行扩张计划 , 安装最新的EBM3D打印设备 , 用于生产新型GE9X发动机的涡轮叶片 , 以提高3D打印叶片的生产能力 。 
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Cameri工厂的3D打印设备
T25传感器外壳
GE已经为超过400台GE90发动机3D打印了T25传感器外壳 , 是首个获得FAA认证的增材制造的飞机发动机部件 。
每个GE9X发动机有1个T25传感器外壳 , 由钴铬合金3D打印而成 , 将原来10个零件合并为1个复杂结构零件 。 通过这种复杂的结构 , T25传感器可以提高30%的精度 。 
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