定於(yu) 2015年投入營運的空客320neo使用了美國通用電氣公司生產(chan) 的發動機“GEnx”,IHI參與(yu) 了該發動機的開發,負責開發低壓渦輪的旋轉部分等。今成部長介紹道:“為(wei) 了提高發動機性能,需加大風扇和低壓渦輪,為(wei) 了實現輕量化,需要製作出既輕又薄的渦輪旋轉部件。本公司擁有滿足這些要求所需的設計及製造技術經驗,因此受到重視,得以加入了開發團隊。”
開發新型齒輪傳(chuan) 動渦扇發動機
目前IHI正在推進開發新型發動機“PW1100G-JM”,該發動機將用於(yu) 預定2015年投入營運的空客320neo。由美國普惠公司、德國MTU航空發動機公司及IHI加盟的日本飛機發動機協會(hui) 三方共同開發。
PW1100G-JM首次采用了“齒輪傳(chuan) 動渦扇發動機”(GTF)這一新方式,力爭(zheng) 實現高達12的涵道比。以往的渦扇發動機涵道比最高約為(wei) 10。如果超過這一數值,就要加大風扇,增加渦輪級數,因此成本和重量也會(hui) 增加,很難實現實用化。
碳纖維複合材料製成的風扇外殼、碳纖維複合材料製成的風扇整流葉片的照片,旋轉的葉片稱為(wei) 工作葉片,不旋轉的葉片稱為(wei) 整流葉片。
IHI為(wei) 定於(yu) 2015年投入營運的空客320neo的齒輪傳(chuan) 動渦扇發動機,供應碳纖維複合材料製成的風扇外殼及風扇整流葉片,以實現輕量化。另外,通過在新一代發動機的低壓渦輪上采用陶瓷複合材料(CMC),提高了其耐熱性,進一步實現了輕量化。
齒輪傳(chuan) 動渦扇發動機通過嵌入齒輪(變速箱),可在緩慢旋轉風扇的同時,快速旋轉渦輪。由此,就可在改善發動機燃效的同時,避免渦輪增大以及成本增加。今成部長充滿期待地說:“齒輪傳(chuan) 動渦扇發動機的涵道比最大可達到20左右,今後也有望應用於(yu) 新一代發動機。”
IHI在風扇外殼和風扇葉片上采用了碳纖維複合材料(CFRP),實現了輕量化。在中型機的發動機上采用碳纖維複合材料在全球尚屬首次。
IHI1980年代曾在空客320的發動機的幾個(ge) 部件中采用過碳纖維複合材料,積累了一定的技術實力。今成部長滿懷喜悅地說:“這項技術在20年後結出了碩果。”從(cong) 空客320到空客320neo,發動機的燃效改善了15%。
IHI正在進一步推進技術開發,要在新一代發動機的渦輪高溫部位使用陶瓷複合材料(CMC)這種新材料。就是利用陶瓷複合材料製造低壓渦輪葉片。今成部長表示由於(yu) 陶瓷複合材料的耐熱性高達1300℃,而且重量較輕,因此“發動機的燃效可進一步提高10%。我們(men) 力爭(zheng) 最早於(yu) 2020年實現實用化”。可能用於(yu) 空客320neo的後續機型,及最早會(hui) 在2019年投放市場的波音777後續機型中。
通過采用這些新材料等,飛機的燃耗在近50年裏削減了約一半。
2020年還將利用生物燃料
IHI與(yu) 神戶大學榎本平教授等共同開發了生物燃料原料藻,並力爭(zheng) 實現實用化。
為(wei) 了滿足市場增長及燃料使用量增大的需求,IHI目前還在開發飛機專(zhuan) 用生物燃料。與(yu) 神戶大學榎本平教授領導的研發小組及Neo Morgan研究所合作,共同設立了合資公司,目前正在采用榎本教授進行了品種改良的“榎本藻”,開發生物燃料。據稱這是單位麵積燃料產(chan) 能最大的藻類。力爭(zheng) 2020年實現商用化,2030年普及。現已利用水槽完成試產(chan) ,將開始在數百平方米的水池中生產(chan) 。
IHI:Ishikawajima-Harima Heavy Industries,曾稱為(wei) “石川島播磨重工業(ye) ”,是日本一家重工業(ye) 公司,亦為(wei) 日本重要的軍(jun) 事防務品供應商。
轉載請注明出處。