GE完成T901發(fā)動(dòng)機(jī)原型測(cè)試，其上帶有大量3D打印零部件
魔猴君 科技前沿 2710天前
2017年10月初，GE航空宣布成功完成T901-GE-900渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)原型的測(cè)試。這款發(fā)動(dòng)機(jī)是美國(guó)陸軍改進(jìn)型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目（Improved Turbine Engine Program,ITEP）的一部分。測(cè)試結(jié)果表明，T901發(fā)動(dòng)機(jī)的性能達(dá)到甚至超過(guò)ITEP項(xiàng)目的要求，已為發(fā)動(dòng)機(jī)的制造做好準(zhǔn)備。
GE航空T901發(fā)動(dòng)機(jī)使用了在GE成熟的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)中使用過(guò)的先進(jìn)制造技術(shù)和高溫材料。例如：在非常暢銷的LEAP和GE 9X發(fā)動(dòng)機(jī)制造中所使用的增材制造/3D打印技術(shù)。GE航空表示，T901發(fā)動(dòng)機(jī)也使用了大量的3D打印零部件，增材制造技術(shù)在T901發(fā)動(dòng)機(jī)輕量化和性能提升方面起到了積極作用。
減少對(duì)部件裝配需要，優(yōu)化空氣動(dòng)力學(xué)設(shè)計(jì)。美國(guó)軍隊(duì)使用的黑鷹和阿帕奇直升機(jī)，由于需要裝載彈藥和航空電子等設(shè)備，導(dǎo)致重量不斷上升，為使這些直升機(jī)配備具有更高動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)被提上日程。ITEP項(xiàng)目的目標(biāo)正是為此類直升飛機(jī)生產(chǎn)出新型渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)，具體的目標(biāo)是使發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力提高50%，燃油效率提升25%，并能降低生命周期成本。
單軸核心架構(gòu)是T901發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，該設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了成本效益和戰(zhàn)斗所需的靈活的模塊化結(jié)構(gòu)。單軸核心意味著壓縮機(jī)和氣體發(fā)生器中的所有旋轉(zhuǎn)部件在一個(gè)軸上并以相同的速度旋轉(zhuǎn)。相比之下，雙軸芯結(jié)構(gòu)是將壓縮機(jī)分成兩個(gè)獨(dú)立的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，每個(gè)旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子由同心軸上單獨(dú)的燃?xì)鉁u輪機(jī)驅(qū)動(dòng)。由于增加的閥芯需要額外的框架、附加軸和附加軸承，這些都增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的重量和復(fù)雜性。重量的增加會(huì)使直升機(jī)可用的有效載荷減少，同時(shí)這種發(fā)動(dòng)機(jī)整合到飛機(jī)中也會(huì)帶來(lái)更大的挑戰(zhàn)。雙軸芯發(fā)動(dòng)機(jī)的拆卸難度更大，維護(hù)成本更高。
T901發(fā)動(dòng)機(jī)使用了大量的3D打印零件，GE將利用生產(chǎn)先進(jìn)渦輪螺旋槳（ATP）等飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的工廠和增材設(shè)計(jì)方式去設(shè)計(jì)與制造這些3D打印零件。
GE航空表示，通過(guò)傳統(tǒng)的加工和制造方法，這類零件是由多個(gè)經(jīng)過(guò)加工的鑄件或鍛件通過(guò)焊接/釬焊或螺栓連接件組裝而成的。增材制造技術(shù)使GE能夠創(chuàng)建更為復(fù)雜的零件。在進(jìn)行3D打印零件設(shè)計(jì)時(shí)，GE采用功能集成的一體式結(jié)構(gòu)，這使得發(fā)動(dòng)機(jī)中子部件的數(shù)量顯著減少。
GE通過(guò)增材制造技術(shù)，減少了對(duì)裝配部件需求，從而降低了T901發(fā)動(dòng)機(jī)的重量。同時(shí)在進(jìn)行3D打印零件設(shè)計(jì)時(shí)，GE還嘗試了更先進(jìn)的空氣動(dòng)力學(xué)形狀的設(shè)計(jì)思路，這對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能、可靠性和耐用性的提升具有積極意義。
