Катализатор General Electric - General Electric Catalyst

Катализатор
General Electric GE93.jpg
Тип Турбовинтовой
национальное происхождение Соединенные Штаты
Производитель GE Aviation
Первый забег 22 декабря 2017 г.
Основные приложения Бичкрафт Денали

General Electric Catalyst (ранее Advanced ТВД , или АТФ ) является турбовинтовой двигатель в стадии разработки GE Aviation . Он был объявлен 16 ноября 2015 года и будет использоваться в Beechcraft Denali , он впервые был запущен 22 декабря 2017 года и должен быть сертифицирован в 2020 году. Двигатель мощностью от 850 до 1600 л.с. (от 630 до 1190 кВт) нацелен на повышение эффективности на 20%, чем его Благодаря общему соотношению давлений 16: 1 , регулируемым лопаткам статора , охлаждаемым лопаткам турбины , деталям, напечатанным на 3D-принтере, и FADEC .

Разработка

После представления General Electric H80 в 2010 году для улучшения Walter M601 , GE начала анализировать своих конкурентов и в 2014 году разработала двигатель с чистым дизайном, а затем была выбрана для конкурса Cessna Denali . В сентябре 2015 года General Electric создала европейский центр разработки турбовинтовых двигателей после закрытия Эксимбанка США в июне, инвестировав более 400 миллионов долларов и создав от 500 до 1000 рабочих мест. Двигатель был анонсирован 16 ноября 2015 года на ежегодной выставке Национальной ассоциации деловой авиации .

Коробка передач, силовая турбина и камера сгорания будут производиться в Турине, а вращающиеся компоненты будут поставляться из Варшавы , оба предприятия принадлежат компании Avio , приобретенной GE в 2013 году, а линия окончательной сборки должна находиться на заводе Walter Engines в Праге . Он должен быть сертифицирован в 2020 году. Он был разработан GE в Европе, а для турбины электрогенератора и газогенератора и компрессора высокого давления - Центром инженерного проектирования в Варшаве, альянсом между GE Poland и Варшавским авиационным институтом .

В октябре 2017 года GE получила 85% запчастей, чтобы к концу года поставить первый испытательный двигатель. В это время автомобиль с аксиально-центробежным компрессором - статор, ротор и узлы холодного отсека - был испытан в Мюнхене для подтверждения его эффективности, производительности и работоспособности.

Тестирование

После двух лет разработки он завершил свой первый тестовый запуск в Праге 22 декабря 2017 года. После тестирования большей части компонентов и запуска двигателя GE Aviation сохраняет свои рабочие характеристики и надеется их превзойти. Он начнет сертификационные испытания в 2018 году, чтобы проверить аэродинамику, механику и аэротермальные системы. Ожидается, что он запустит первый полет Beechcraft Denali в конце 2018 года и завершит более 2000 часов испытаний, прежде чем Denali будет введен в эксплуатацию. GE Aviation Czech, штаб-квартира по разработке, тестированию и производству, наняла около 180 сотрудников, еще 80 человек ожидается в 2018 году среди 500 человек для всего предприятия с полной производительностью. Его разрабатывали более двух лет 400 дизайнеров, инженеров и экспертов по материалам GE в Чешской Республике, Италии, Германии, Польше, США и других странах. Будет открыто шесть испытательных камер, будет построено 10 испытательных двигателей, и в конце 2018 года он будет запущен на летающем испытательном стенде. Сертификационные испытания в течение 2018-2019 годов включают испытания на высоту, характеристики и испытания на высокую вибрацию.

В марте 2018 года первая проба проработала почти 40 часов до проверки состояния здоровья за несколько лет . Следующий двигатель собран и оснащен приборами для испытаний на высоте и будет испытываться в Канаде летом 2018 года. С конца 2018 года Cessna получит три двигателя для подготовки к первому полету Denali в первом квартале 2019 года . Его разработка идет на 30% быстрее, чем в предыдущих проектах GE, поскольку программа разработки включает 10 двигателей плюс несколько реконструкций. Всего в течение следующих двух лет будет проведено 33 испытания двигателей, включая 17 сертификационных. Для сертификации не требуется летающий испытательный стенд, но модифицированный King Air 350 может быть использован для проверки безопасности полетов в начале 2019 года, до летных испытаний Denali. В конце мая 2018 года были завершены 60 часов испытаний, в том числе на полной мощности, в то время как вторая сборка двигателя была почти завершена для летнего первого запуска, сертификация компонентов была неизбежна, и за ней должны последовать сертификационные испытания всего двигателя , начиная с проглатывания и высоты. тесты. К июлю 2018 года первый двигатель проработал более 100 часов, в то время как второй двигатель работал в Праге, а позже в том же году его отправили в Канаду для испытаний на высоте, характеристики были на уровне или лучше, чем прогнозировалось.

К маю 2019 года испытательные двигатели работали на высоте 41000 футов (12000 м) в высотной камере и более 1000 часов, имитируя три года эксплуатации, в то время как FADEC проработал 300 часов на железной птице Денали . К октябрю 2019 года более 1000 циклов двигателя составили 1600 часов испытаний: 1200 часов в испытательных камерах и 400 часов на компрессорных установках. Были завершены испытания на высоту, выносливость, вибрацию, долговечность и всасывание, а также испытания интегрированных средств управления воздушным винтом и испытания на превышение скорости компрессора высокого давления и турбины газогенератора. Новые требования к испытаниям на обледенение отодвинули поставку первого двигателя до 2020 года, а первый полет Beechcraft Denali - еще больше. К тому времени были собраны пять двигателей, а два других должны быть завершены до конца 2019 года. Первые летные испытания на борту King Air были отложены до весны 2020 года, а сертификация на осень 2021 года после 18-месячной кампании из-за новых требований FAA к испытаниям, включая испытания на обледенение.

К июлю 2021 года было изготовлено 16 двигателей, отработано 2500 часов работы; поскольку было завершено 30% сертификационных испытаний Catalyst, включая некоторые испытания на обледенение. Испытания показали большую мощность на большой высоте, чем ожидалось, и эффективность на 1-2% больше, чем ожидалось, и на 16-17% больше, чем у конкурентов. Один турбовинтовой самолет был установлен на Beechcraft King Air 350 в Берлине, который завершил несколько испытаний на такси, чтобы в ближайшие месяцы совершить первый полет и пройти сертификацию к концу 2022 года. Еще один двигатель был установлен на планер Denali, чтобы совершить свой первый полет до конца года и пройти сертификацию в 2023 году.

Катализатор совершил свой первый полет на испытательном стенде King Air 30 сентября.

Рынок

GE Catalyst предназначен для охвата рынка между H80 и CT7. Он будет конкурировать с Pratt & Whitney Canada PT6 , выпущенным в количестве 51 000 единиц и лидером на рынке малых турбовинтовых двигателей в течение 50 лет, добавив к General Electric H80 мощностью менее 850 лошадиных сил (630 кВт) . Он был выбран для установки на новый одномоторный турбовинтовой самолет Beechcraft Denali, вмещающий до 12 пассажиров, на скорости более 280 узлов (520 км / ч) на расстояние 1500 морских миль (2800 км). GE планирует инвестировать в проект до 1 миллиарда долларов, в том числе 400 миллионов долларов в производственный центр в Европе.

Дизайн

Усовершенствованный турбовинтовой двигатель мощностью 1300 лошадиных сил (970 кВт) может быть расширен до диапазона 850–1600 лошадиных сил (630–1190 кВт). Его общий коэффициент давлений 16: 1 позволяет снизить расход топлива на 20% и увеличить крейсерскую мощность на 10% по сравнению с конкурентами того же размерного класса со средним временем между капитальными ремонтами (MTBO) 4000–6000 часов . Компрессора происходит от General Electric T700 с четырьмя осевыми ступенями и одной центробежной ступенью, с тем же 3D аэродинамики конструкцией , используемой в GE9X . Двигатель включает в себя регулируемые лопатки статора (VSV) и детали, напечатанные на 3D-принтере .

Однокольцевая камера сгорания с обратным потоком напоминает конструкцию GE-Honda HF120 . Двухступенчатая монокристаллический высокого давления турбины будет первым в этом классе двигателей должны быть полностью охлаждают. Трехступенчатая турбина низкого давления вращается в противоположном направлении . FADEC интегрированную система управления двигательным будет регулировать как двигатель и шаг винта , как вся система.

Двенадцать напечатанных на 3D-принтере деталей заменяют 855 деталей: рамы, футеровки камеры сгорания, отстойники , выхлопной корпус, корпуса подшипников , стационарные компоненты в проточном тракте и теплообменники . Общий вес уменьшен на 5%, а удельный расход топлива на тормозах улучшен на 1%. 3D-печать не используется для вращающихся компонентов, таких как лопасти , диски и роторы . 35% двигателя будет напечатано в GE, в результате чего количество серийных деталей сократится до 35. Они напечатаны из титанового сплава.

Межремонтный период составляет 4000 часов, что на 33% больше, чем у ведущего конкурента. Это первый турбовинтовой двигатель в своем классе с двумя ступенями регулируемых лопаток статора. Он будет оснащен композитной пятилопастной системой пропеллера от McCauley , дочерней компании Textron .

Турбовинтовые двигатели теперь должны быть сертифицированы для высотного обледенения кристаллов льда : блиск компрессора должен выдерживать удар ледяного шара. Это потребовало бы более тяжелой первой ступени на 2 фунта (1,13 кг) и ухудшило бы аэродинамику двигателя. GE предложила направлять к впускному отверстию двигателя горячее масло из поддона коробки передач вспомогательных агрегатов, чтобы избежать образования льда, и проверит это на канадском предприятии в холодную погоду летом 2018 года.

Охлаждаемые турбины допускают более высокие рабочие температуры более чем на 150 ° C (300 ° F). Его FADEC, VSVs и трехступенчатая вращающийся в противоположных направлениях ЛПА турбина генерирует 10% выше , круиз - мощность, поддерживая максимальную эффективность при нештатных условиях для лучшего градиенту и высоты мощности. Цельный поддон заменяет 45 обычных деталей и будет напечатан всего за четыре дня по сравнению с 14 первоначально.

Приложения

Технические характеристики

Общие характеристики

  • Тип: Турбовинтовой
  • Длина: 71,6 дюйма (1820 мм)
  • Диаметр: около 26 дюймов (660 мм)
  • Сухой вес: 625 фунтов (283 кг)

Компоненты

  • Компрессор: четыре осевых ступени и одна центробежная ступень
  • Камеры сгорания : одинарная кольцевая камера сгорания с обратным потоком
  • Турбина : двухступенчатая высокого давления, трехступенчатая низкого давления

Представление

Смотрите также

Связанная разработка

Сопоставимые двигатели

Связанные списки

использованная литература

  1. ^ a b «GE Aviation объявляет о первом запуске усовершенствованного турбовинтового двигателя» (пресс-релиз). GE Aviation. 27 декабря 2017 года.
  2. ↑ a b c d Гай Норрис (19 марта 2018 г.). «GE рассматривает катализатор как двигатель для изменения турбовинтового двигателя» . Авиационная неделя и космические технологии .
  3. ↑ Reuters (17 сентября 2015 г.). «При отсутствии экспортного финансирования из США, GE заявляет, что построит центр двигателей в Европе» - через Business Insider.
  4. ^ «GE Aviation выбирает Прагу, Чешская Республика, как место для турбовинтового« центра передового опыта » . Flight Global . 21 января 2016 г.
  5. ^ a b "GE возвращается в Прагу для сборки турбовинтового двигателя" . Flight Global . 13 июля 2016 г.
  6. ↑ Стивен Тримбл (27 декабря 2017 г.). «GE завершила первые наземные испытания усовершенствованного турбовинтового двигателя» . Flightglobal .
  7. ↑ Пейдж Смит (16 апреля 2020 г.). «Вопросы и ответы: Мариан Любенецки, руководитель Центра инженерного проектирования, GE Польша» . Международная ассоциация аэрокосмических испытаний .
  8. ↑ Стивен Тримбл (10 октября 2017 г.). «GE приближается к рубежу, поставив 1,5 миллиарда долларов на бизнес-самолеты» . Flightglobal .
  9. ↑ Курт Эпштейн (10 октября 2017 г.). "Две новые программы двигателей Genav от GE готовы к взлету" . AIN .
  10. ↑ a b Томас Келлнер (27 декабря 2017 г.). «Загорелся: GE успешно протестировала свой усовершенствованный турбовинтовой двигатель с деталями, напечатанными на 3D-принтере» . GE Reports .
  11. ↑ Керри Линч (7 марта 2018 г.). «Двигатель GE ATP становится катализатором» . AIN .
  12. ↑ Курт Эпштейн (29 мая 2018 г.). «Катализатор GE готовится к сертификационным испытаниям» . AIN .
  13. ↑ Джон Моррис (17 июля 2018 г.). «Испытания начинаются на втором турбовинтовом катализаторе GE» . Сеть Aviation Week .
  14. ^ Алан Peaford (20 мая 2019). «GE представляет Catalyst, чтобы встряхнуть рынок турбовинтовых двигателей» . Flightglobal .
  15. ^ Джон Hemmerdinger (22 октября 2019). «Textron задерживает первый полет Денали из-за продолжающихся испытаний двигателя Catalyst» . Flightglobal .
  16. ^ Dan Thisdell (19 февраля 2020). «Catalyst турбовинтового Летные испытания„ чтобы начать весну этого года “ » . Flightglobal .
  17. ^ a b c d Джон Хеммердингер (30 июля 2021 г.). «GE Aviation« застегивает »разрешения на полеты Catalyst, рассматривает приложения помимо Denali Beechcraft» . FlightGlobal .
  18. ^ «Турбовинтовой двигатель Catalyst ™ совершает первый полет» (пресс-релиз). GE Aviation. 30 сентября 2021 г.
  19. ^ "GE Aviation берет на себя титан с новым турбовинтовым двигателем" . Авиационные международные новости . 16 ноября 2015 года.
  20. ^ "GE и Textron объединяются, чтобы создать новый турбовинтовой двигатель, самолет" . Рейтер . 16 ноября 2015 года.
  21. ^ a b c d «GE Aviation запускает новый турбовинтовой двигатель» (пресс-релиз). GE Aviation . 16 ноября 2015 года.
  22. ^ Matt Benvie (16 ноября 2015). « » Самый большой выигрыш: «Новый двигатель Комплект для подъема ТВД бизнес на новые высоты Дженерал Электрик » . GE Reports.
  23. ^ a b c d Гай Норрис (17 ноября 2015 г.). «GE использует двигатель PT6 с усовершенствованным турбовинтовым двигателем» . Авиационная неделя .
  24. ^ «GE предсказывает большой прогресс в 3D-печати» . Flight Global . 3 ноября 2016 г.
  25. ↑ Кевин Майклс (18 мая 2017 г.). «Осторожно, отношения OEM-поставщиков меняются» . Авиационная неделя и космические технологии .
  26. ↑ Стивен Тримбл (8 марта 2018 г.). «GE переименовывает двигатель ATP в« Catalyst »по мере того, как план испытаний нагревается» . Flightglobal .
  27. ↑ Кейт Сарсфилд (23 июля 2019 г.). «XTI выбирает двигатель Catalyst для гибридно-электрического TriFan 600» . Flightglobal .
  28. ^ a b c d e ДеБок, Питер (18 сентября 2019 г.). Обзор турбин и малых двигателей GE (PDF) . Ежегодное собрание INTEGRATE 2019 . Глобальные исследования General Electric . ARPA-E . Проверено 23 сентября 2021 года .

внешние ссылки