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北京航空航天大学毕业设计（论文） 第 页 航空发动机历史通用航空公司:九几十年改变了世界 当美国在1917年进入第一次世界大战时，美国政府寻求一家公司为其开发第一架飞机发动机的“助推器”，也是为了羽翼未丰的美国航空业。这个助推器，或者说是涡轮增压器，安装在活塞式发动机上，它是用发动机的废气来驱动空气压缩机，以提高在高海拔的功力。通用电气公司首先接受了这一挑战，但另一支队伍也要求得到这个开发涡轮增压器的机会。是在美国的第一架军用飞机发动机的竞争下，战时保密批出合约，两家公司的测试和开发的各种设计，直到一个试验示范称为陆军。在派克峰，海拔14,000英尺的苦涩的气氛中，通用电气公司展示了350马力，涡轮增压自由飞机发动机，并进入飞机比以往飞得更高，更快，更有效率的业务。降落的第一个涡轮增压器的山顶测试为GE带来了第一个航空相关的政府合同，同时为GE成为世界领先的喷气发动机铺平了道路。接下来的二十多年里，通用电气公司生产的超级涡轮增压器，使飞机，其中包括许多服役于第二次世界大战期间的战机，飞得更高，获得更大的有效载荷。该公司的通用涡轮机和超级涡轮增压器在美国有着令人瞩目的成就。美空军选择GE为其压法第一代喷气发动机。从那时起，GE航空的飞机发动机部门已经取得了许多第一。其中包括：美国的第一个喷气发动机，涡轮喷气发动机为动力的航班以两至三倍音速航行，和世界首个大涵道涡扇发动机投入使用。 今天，GE航空的飞机发动机部门，在2003年收入10.97亿美元，设计，开发和制造军用和商用飞机以及海洋应用的航改燃气轮机喷气发动机。此外，GE航空集团是世界领先的集成发动机维修资源。GE建立美国的第一架喷气引擎 由于原则和在超级涡轮增压器应用于燃气轮机方面的挑战，GE是一个合乎逻辑的选择，为美国建立第一个喷气发动机。在1941年，美国陆军航空兵挑选GE的林恩，在马萨诸塞州，建立一个以英国的弗兰克惠特尔爵士设计为基础的喷气发动机工厂。半年后，1942年04月18日，GE公司的工程师成功运行IA发动机。 在1942年10月，Muroc干湖，加利福尼亚州，由两个发动机提供动力的贝尔XP-59A超级彗星飞机标志着美国进入喷气机时代。 （保险业监督的推力额定值为1,250磅推力的GE90-115B的评级是115,000磅超过90倍。） IA发动机配备了一台离心压气机，接下来的两年里GE研发的发动机越来越强大，由GE公司开发的J33发动机，其推力达到4000磅。由J33驱动的美国第一陆军航空队的第一个喷气式战斗机P-80射击之星，以每小时620英里的速度成为1947年的纪录。然而，在年底之前，以通用电气J35发动机为动力的道格拉斯的D-558-1 Skystreak以时速650公里打破记录。 J35是GE首次将涡轮喷气发动机纳入轴流压缩机 - 从那时起在所有GE发动机使用的压缩机类型。 然而，空军出于对超级增压器供应中断的担心，将GE喷气发动机的生产交予其他厂商。 GE不得不一个接一个的设计新型发动机。由此产生的通用电气J47将GE重新带回生产喷气发动机业务。但是对于J47的需求是几乎所有的前线的军用飞机，尤其是F-86军刀喷气式飞机意味着林恩工厂无法跟上。 GE需要第二家工厂。 GE选择了辛辛那提附近，曾在二战期间生产莱特航空活塞发动机的联邦国有工厂。 GE的工厂于1949年2月28日正式开工，拥有第二条J47生产线，以配合林恩原线。后来，这块土地成为了人们熟知的埃汶代尔也是GE航空集团的全球总部。 与朝鲜的战争刺激了需求，J47成为世界上最量产化的燃气轮机。至20世纪50年代末已交付超过35,000 J台47发动机。该引擎打进了两个第一：它是第一个经美国民用航空局核证的涡轮喷气发动机，并首次使用电子控制加力，以提高其推力。 战争创造了一个繁荣的环境。埃汶代尔的GE员工以10倍的速度增长（从1200至12000人，在20个月内），制造空间的需求成为原来的三倍。 1951年，GE宣布埃汶代尔工厂，将是世界上最伟大的喷气发动机中心之一，无论是在和平或战争。埃汶代尔制造复杂，在1954年上半年其实是一家空的工厂，被指定为GE的大型喷气发动机的生产设施，而其位于马赛诸塞的姊妹工厂，林恩，则集中开发和生产小型喷气发动机。历史军事引擎：从冷战到“伊拉克自由” 对于所有的成功，在世纪系列战斗机的计划中J47是微不足道的，将超过两倍音速飞行。 GE用J79可变定子供电发动机回应了这些挑战。发动机的动产定子叶片使压缩机应付从起飞到高超音速飞行的庞大的内部气流的变化。 三十年中GE建造了超过17000台J79s如应用在F-104战机和F-4幽灵II飞机。康维尔880客机上，由CJ805衍生的J79发动机，标志着GE公司进入民用航空市场。 同时，GE也在为一个“婴儿燃气轮机”800马力的T58涡轴发动机而繁忙。两个T58涡轴发动机提供动力，美国的首个涡轮动力直升机西科斯基HSS-1F完成飞行。该引擎，第一次运行是在20世纪50年代，是林恩的小型发动机生产线的前兆。GE演变为为西方的每一个中到大型直升机提供喷气发动机，主要是通过林恩的惊人成功的T700/CT7发动机家族的发展。 20世纪50年代和60年代看到了进一步的进展：J93，涡轮喷气发动机，以3倍音速的速度运行，应用于美国空军试验XB-70轰炸机，以及另外一个风扇后方的CJ805创建的第一个涡扇发动机为商业服务，得益于康维尔990的应用。后来，比赛进行到美国空军的C-5银河运输机促使GE在发动机前加装一个一个更大的风扇。结果：TF39，世界上第一个高涵道涡扇发动机，进入服务，引进高旁路技术卓越的燃油效率。 那个时期的一个重大成功是林恩工厂制造的J85涡喷发动机。基于美国空军的合同，诺斯罗普使用GE J85发动机建造了一个低成本的空战战斗机F-5自由斗士。F-5很快成为30多个国家的标准防空飞机。 20世纪60年代压缩机，燃烧室以及涡扇技术的发展导致GE公司决定研制一个更加有核心竞争力的引擎单级涡轮机，两个轴承位置安装三个轴承，GE F101由此而生，其应用于美国空军的B-1轰炸机。 GE军用发动机的作用，20世纪80年代的国防建设持续增长。 GE的高度可靠的F110发动机，以F101的设计为基础，被美国空军选中用应用于F-16C/D战斗机。在1984年，发起“大引擎的战争”通用电气公司和竞争对手普拉特 - 惠特尼之间的竞争。F110，现在大多数美国空军F-16C/Ds的动力来源。F-16战斗机，被以色列，希腊，土耳其，埃及，巴林，阿拉伯联合酋长国，智利和阿曼等过选中。此外，F110也是日本的单引擎F-2战斗机和美国海军的F-14B/ D超级雄猫战斗机的动力来源。一个F110的衍生，F118，美空军B-2轰炸机发动机。 另外在20世纪80年代，以F404为发动机的F/A-18“大黄蜂进入生产。今天的F404是世界上最普遍的战斗机发动机，超过3700架飞机服务于全球不同的几个军事设施，包括美国空军的F-117隐形战斗机和美国海军的F/A-18“大黄蜂飞机，美海军陆战队的飞机和几个外国国家。 F404的衍生物驱动瑞典的JAS-39“鹰狮”和新加坡的A-4S超级天鹰。 GE公司军用发动机项目多年的成功，在最近的两个在中东的军事冲突达到了高潮。在1991年，所有在“沙漠风暴”行动的美国和其他盟军飞机超过一半是由通用电气公司生产的。超过5000台 GE发动机，电战机，加油机，直升机，运输机，侦察机，其中包括F-14战斗机，F-16战斗机部署在“沙漠风暴”的F-5S，F-4型的C-5架KC-135Rs，女-117A隐形战斗机，F-18战斗机，A-10，S - 3，黑鹰和阿帕奇直升机，由通用电气公司的T700的发动机驱动。尽管飞机的使用量急剧增加，砂，严重的气候波动，为GE发动机的使命准备率仍然非常高，许多单位汇报派遣可靠率超过99。在2003年和2004年，GE发动机驱动超过80的伊拉克自由行动的联军飞机。 GE的发动机驱动了数以万计的由大约450架战斗机和近距离空中支援飞机的飞行，15架轰炸机，超过230加油机和运输机，在这场冲突中的550多架直升机飞行的架次。引擎的高度可靠性，技术优势，高品质，对于该行动的总体成功至关重要。GE成为领先的商业引擎供应商 GE公司在TF39军用发动机技术的基础上，在1971年带着配备CF6-6高涵道涡扇发动机的衍生发动机的道格拉斯DC-10大举进入民用市场。 CF6系列包括CF6-50，CF6-80A，CF6-80C2，CF6-80E1。在20世纪80年代，CF6系列发动机成为最流行的宽体飞机提供动力的发动机，其中包括波音747和767，空客A300，A310，A330和麦道公司MD-11。 自1971年以来投入使用的CF6，继续增加其飞行小时的骄人战绩，比其他任何商用飞机发动机不断积累的小时还高。从长远的角度来看，它是相当于一个引擎，每天运行24小时，一年365天，超过26000年。 CF6-80C2发动机，在1984年进入服务，并成为了商业服务的可靠性的新标准也是GE成为大型商业引擎的领先供应商的工具。 也许最大的恭维是美国政府选择以CF6-80C2为发动机的波音747作为空军一号。通用电气公司的CF6系列的成功并行CFM国际公司，斯奈克玛公司和通用电气公司的50/50的合资公司的诞生和崛起 - 在航空史上伟大的成功故事之一。 斯奈克玛公司在1971年，选择GE公司作为合作伙伴在一个较小的商业涡扇发动机领域发展。该公司成立CFM国际公司建立斯奈克玛公司的风机技术和GE公司的F101发动机的核心技术为基础的发动机。GE/斯奈克玛合作的目的是在20世纪70年代初由低旁路引擎获得短至中程飞机市场的份额主导地位。 GE希望制造一个发动机与装载于737-100/-200波音和麦道公司的DC-9双引擎飞机，以及波音727 trijet的低旁路普惠JT8D发动机竞争。 斯奈克玛公司采取了主动拉拢对这“10吨”发动机项目感兴趣的发动机制造商的措施。考虑通用电气，普拉特 - 惠特尼公司，罗尔斯罗伊斯公司的出价后，斯奈克玛公司奉行与GE的合作安排。曾参与这两家公司自1969年以来，通用电气公司的CF6-50发动机上的合作生产协议，因此，已经成功地一起工作。 此外，每个公司有不同的工程和市场营销经验，并拥有一流的生产设施。每个公司在国际军事和商业市场有不同的接触，这将有助于提高CFM的营销努力。虽然CFM正式成立于1974年，直到1979年才接到第一个订单将CFM56-2装配于DC-8 60系列上并重新定义为DC-8超级70系列。然后，美国空军选择了CFM56-2军用版本，并进行重新设计，以满足KC-135空中加油机队的KC-135R的配置。拥有这些里程碑式的订单，CFM56发动机步入正轨。 多年来，GE和斯奈克玛公司在短至中程商用飞机业务突出，CFM56发动机方案近年来经历了前所未有的成功，。 CFM56-2已被超过550个全球商用和军用飞机订购。波音公司经典的737-300/-400/-500系列共约2,000架的CFM56-3订单。 CFM56-5A/-5B发动机已成为空中客车工业公司空中客车A318，A319，A320飞机和A321共超过1300架飞机的必装和选装引擎 。公司的CFM56-5C是远程，四引擎的空客A340的专用发动机，与最新的300多家公司签订订单。 CFM56-7，波音新一代737-600/-700/-800/-900系列的发动机，最畅销的波音737系列，在1993年年底推出。 为737飞机生产的CFM56-7在民用航空是前所未有的，而为空中客车生产CFM56发动机也大幅增长。 每天每两秒钟，在世界的某个地方就会有以CFM为动力的飞机起飞。海洋及工业燃气涡轮机 作为世界领先的飞机燃气涡轮机制造商，其活动扩展到海洋和工业领域是GE的一个合乎逻辑的步骤。迄今为止，1800多台航改燃气涡轮发动机已经售出并应用于船舶和工业用途。 在1959年，GE推出的LM1500，衍生了非常成功的J79。 LM1500最初是安装在一艘水翼船上。1968年，通用电气公司推出的LM2500，以TF39发动机为基础标称20000轴马力的燃气涡轮机。LM2500已成为GE目前的海洋和工业企业的主体，拥有超过50班在24世界海军舰艇和几个快速渡轮。在20世纪80年代，GE推出基于F404发动机的LM1600。在20世纪90年代经改进并且具有低排放的LM2500，LM1600，LM6000版本被引入。 GE工业航改燃气轮机，GE电力系统的一部分，承担了工业应用的航改燃气轮机的设计，开发和生产的责任。 GE工业集团航改燃气轮机的总部设在埃汶代尔工厂，是GE船用发动机，这仍然是GE航空集团的一部分。领先地位 在20世纪90年代初，GE公司开发的GE90涡轮风扇发动机为大功率，双引擎的波音777提供动力。 GE90的家庭，在1995年得到777认证并成为基线引擎，已经产生了一个世界纪录一22965磅的稳定水平推力。为了纪念这一成就，最近的GE90-115B由吉尼斯世界纪录评为“世界上最强大的喷气发动机”。最新的GE90，GE90-115B，拥有世界上最大的风扇（128英寸），复合材料风扇叶片，最高的发动机涵道比（9:1），以产生最大的任何商业运输发动机的推进效率。 1999年7月，波音公司选择GE90-115B的衍生引擎作为其长程波音777-200LR和-300ER飞机的专用发动机，成为GE公司历史上最重大的胜利之一。 GE90-115B代表GE为波音777系列飞机建立一个新的中心线GE90发动机的的战略。 GE90-115B驱动的777-300ER于2004年进入客运服务。 在20世纪90年代初，GE还推出了CF34涡扇发动机，基于TF34Fairchild共和国A-10和洛克希德公司的S-3A军用发动机的基础。 CF34-3A和3B发动机驱动的庞巴迪CL601和CL604，CF34-3A1-3B1非常成功的驱动庞巴迪50座CRJ100和CRJ200飞机区域客机。在20世纪90年代后期，GE公司开发的发动机CF34-8系列，驱动庞巴迪CRJ700和CRJ900和巴西航空工业公司的170和巴西航空工业公司区域175客机。最近，GE公司开发的发动机CF34-10系列，已被EMBRAER 190和EMBRAER 195区域客机选为动力，中国的ARJ21支线客机，它计划在2007年进入服务。 2002年，中航商用飞机有限公司（ACAC）中国选择CF34-10发动机驱动ARJ21支线飞机现在正在运作中。中航商飞和GE看到了一个潜力巨大地市场，为超过500架ARJ21装配发动机意味着带给GE30亿美元。 GE和普惠创建了一个合资公司，通用电气公司，普惠发动机联盟，继续探索新兴技术，以提高性能，可靠性，降低重量，以及降低以为GP7200发动机的空中客车A380的成本。商业航空联盟，成立于1996年8月，现在的目的是纳入一些最新的喷气推进技术的。 GP7200提供显着的成本的所有权优势，包括成熟进入服务的可靠性和长时间应用的性能更好的机翼以及保持更好的整体运营经济。 2001年5月，法国航空公司推出了新的空中客车A380-800先进的GP7200发动机。 GP7200发动机超出具体在测试过程中的燃油消耗和废气温度保证金的业绩预期。 GP7200动力的A380飞机，满足严格的第四阶段噪声法规和伦敦QC2起飞噪声规则。发动机的环保排放也远低于当前和预期的法规。 2008年8月，GP7200进入收入服务，为阿联酋航空的A380-800飞机提供动力。 CFM国际公司将继续推进喷气发动机发展。在1995年，公司创造了历史，第一台配备双环形燃烧室（DAC）的CFM56-5B发动机，与瑞士航空公司进入商业服务。 CFM56 DAC的发展开始于1989年目的在于减少超过允许排放量，在一些国家的排放税的征收计划得到航空公司的关注。该DAC减少35的NOx（氮氧化物）的排放量相比排放量已经很低的CFM56单环形燃烧室排放。CFM56发动机项目TECH56，技术收购计划在1998年推出，是推动技术显着改装到现有的发动机，以及作为潜在的新的和衍生的CFM56发动机的基础上。目前，在验证阶段继续其高度成功的进展，组件测试产生的结果，达到或超过计划目标。随着项目TECH56，CFM国际公司的发展和成熟的技术，这将有助于定义为几十年来国家的最先进的推进技术。 波音公司的新型787 Dreamliner型飞机选择了GE，GE公司已经推出了一个新的商业喷气发动机的发展 - GEnx发动机。 GEnx发动机将产生55,000到70,000磅的推力。最终，GEnx发动机将取代超过30年的GE公司非常成功的CF6发动机系列，成为商用和军用的宽体飞机的主力。GEnx发动机的设计，以满足或超过其新的双引擎787客机波音积极的性能目标。 787将预计用20不到的同等规模的飞机燃料携带200至250名乘客航行8300海里。波音747-8洲际飞机和货机选中GEnx-2B发动机。认证测试将继续在