導讀：近日，裝有多個(gè)陶瓷基復合材料CMC部件的GEnx發(fā)動(dòng)機驗證機累計完成了2800個(gè)耐久性循環(huán)試驗，GE宣稱(chēng)一系列測試表明，裝有CMC部件的燃燒室和渦輪表現出了極高的耐久性，試驗結果好于預期。

GE航空集團將陶瓷基復合材料（CMC，ceramic matrix composite）用在GE9X發(fā)動(dòng)機熱端部件上，正不斷獲得業(yè)內的正面評價(jià)。根據發(fā)動(dòng)機制造商報告，在GEnx發(fā)動(dòng)機驗證機上的一系列測試表明，裝有與GE9X發(fā)動(dòng)機相同CMC部件的燃燒室和渦輪在長(cháng)期服務(wù)中表現出令人印象深刻的耐用性。

GE9X發(fā)動(dòng)機是GE90渦扇發(fā)動(dòng)機的一個(gè)較小變體，但它卻有著(zhù)最大尺寸的風(fēng)扇。根據GE航空代表透露：與GE90-115B推力相比，其處于中等水平，未來(lái)預計用在波音公司即將推出的777-8X和777-9X飛機上。GE9X發(fā)動(dòng)機測試定于明年進(jìn)行，并在2017年進(jìn)行實(shí)際飛行測試，有望在2018年取得適航認證。目前GE9X發(fā)動(dòng)機的訂單已經(jīng)將近700臺。

GE航空集團的GE90 / GE9X發(fā)動(dòng)機項目總經(jīng)理Bill Millhaem解釋到：“GEnx發(fā)動(dòng)機驗證機分別在意大利那不勒斯AVIO發(fā)動(dòng)機試車(chē)臺和美俄亥俄州皮布爾斯GE試車(chē)臺上累計運行超過(guò)2800個(gè)耐久性循環(huán)。測試中表明，當發(fā)動(dòng)機報廢時(shí)，CMC部件仍然處于完全正常的嶄新?tīng)顟B(tài)，這也進(jìn)一步證實(shí)了CMC技術(shù)的獨特之處?！?/p>

GE在2014年將投入3億美元用于新的GE9X發(fā)動(dòng)機技術(shù)成熟化測試。測試項目包括通用推進(jìn)模擬器（UPS）風(fēng)扇性能測試，以及GEnx發(fā)動(dòng)機陶瓷基復合材料（CMC）部件測試。

但值得注意的是，GE航空集團已經(jīng)在航空發(fā)動(dòng)機中使用了CMC零件。在CFM國際公司（GE合資公司）最新推出的LEAP發(fā)動(dòng)機中就使用CMC材料作為高壓渦輪罩殼。而GE9X則進(jìn)一步會(huì )擴大了CMC使用范圍到內外燃燒室襯套，高壓渦輪1級和2級的噴嘴（靜葉），以及1級導流罩。

GE9X發(fā)動(dòng)機的推力級別將達到10萬(wàn)磅。其主要特性包括：直徑為133英寸的復合材料風(fēng)扇機匣和16個(gè)復合材料風(fēng)扇葉片；新一代壓比達27：1的11級高壓壓氣機；可提高效率并降低排放的第三代TAPS（雙環(huán)預混旋）燃燒室；以及采用陶瓷基復合材料（CMC）的燃燒室和渦輪。

Bill 表示：“自GE為GEnx發(fā)動(dòng)機設計新型復合材料風(fēng)扇葉片到現在已經(jīng)有十年的時(shí)間，碳纖維復合材料在這十年中不斷進(jìn)步，這讓GE的工程師能夠設計出更薄的GE9X風(fēng)扇葉片，其強度與我們目前使用的復合材料風(fēng)扇葉片相當。更少、更薄的葉片將增強氣流并使風(fēng)扇更輕、更高效，有助于提升GE9X發(fā)動(dòng)機的整體性能和燃油效率?！盙E全球研究中心致力于研發(fā)可商業(yè)應用的CMC更是超過(guò)二十年。

GE航空發(fā)動(dòng)機制造業(yè)稱(chēng)陶瓷基復合材料是實(shí)現GE航空集團技術(shù)路線(xiàn)圖的重要途徑，主要是因為CMC的“超輕量級”和耐熱潛能：它的重量只有同等體積金屬合金的三分之一。重量的極大減少，將有利于增加飛機的燃料效率和耐熱性，從而提高發(fā)動(dòng)機的性能，耐用性和燃料經(jīng)濟性。

一位研發(fā)人員解釋道：“由于CMC比金屬合金具有更好的耐熱性，這將使得發(fā)動(dòng)機熱端部件只需要更少的冷卻空氣。這意味著(zhù)發(fā)動(dòng)機主流到中的空氣流量將更大，從而提高了發(fā)動(dòng)機的效率?！?/p>

GE航空集團宣稱(chēng)CMC在熱端部件的成功應用對航空發(fā)動(dòng)機具有“突破性”的歷史意義。

此外，GEnx CMC驗證發(fā)動(dòng)機對GE9X的一些其它材料部件也進(jìn)行了驗證，包括3D鋁化鈦低壓渦輪葉片和采用先進(jìn)冷卻回路的高壓渦輪1級葉片。

CMC部件的測試目前仍在進(jìn)行中。GEnx發(fā)動(dòng)機驗證機將重新制造，并裝有相同的燃燒器襯套、高壓渦輪1級和2級噴嘴、低壓渦輪鋁化鈦葉片和下一代高壓渦輪1級葉片。而一個(gè)裝有CMC部件的燃燒室和高壓渦輪也將在今年10月份開(kāi)始測試。