普惠PW1000G发动机

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普惠PW1000G发动机（Pratt & Whitney PW1000G）是美国普惠公司研制的一系列齿轮传动涡轮扇发动机（英语：Geared turbofan）族系，目前是空中客车A220飞机、三菱SpaceJet、巴西航空工业E-Jets E2飞机的专用发动机，也是伊尔库特MC-21和空中客车A320neo飞机的选用发动机之一。除了美国本土的生产线以外，普惠亦委托三菱重工业在日本名古屋设立第二条组装线。

研发[编辑]

在高旁通比涡轮扇发动机的首级叶片安装减速齿轮箱的构想可追朔回1980年代多国厂商合作的V2500SF SuperFan计划，但因为其原始发动机国际航空发动机V2500状况太多，使得齿轮传动涡轮扇发动机方案在1987年告终。但是参与的厂商体认到这个技术的优势，所以计划虽然没有继续推动，但多间发动机厂商仍然自行投资深耕该技术领域。普惠在1980年代末与美国航太总署合作，使用葛伦研究中心的17吋风洞为高旁通比发动机进行风洞实验；1993年夏季，普惠在美国航太总署艾姆斯研究中心所运作的80英寸风洞中测试推力53,000磅级的先进旁通比推进发动机样机，这颗发动机旁通比15:1，首级风扇为一组18片可变桨矩复合材料叶片材质，直径118.2英寸（3米），风扇内安装减速比4:1的减速齿轮组，该齿轮组可承受40,000匹轴马力动能。此样机的目标是较当前同级距推力发动机降低6-7%的油耗，废气排放量降低15%。借由齿轮风扇减速齿轮的帮助，在驱动轴为双转子架构的前提下，首级风扇转速降低，因此风扇叶尖速度降低为每秒950英尺，与传统双转子架构涡轮扇发动机的风扇叶尖速度每秒1,400英尺相比显著降低，在改善进气效果之余也降低发动机噪音。在与美国航太总署的持续研究下，这个架构的齿轮变速箱设计不断精进。

普惠在商用发动机上投入齿轮传动叶片技术始于1998年，即PW8000[1]。PW8000是以普惠PW6000发动机升级的型号，变更升级处便是导入一套齿轮变速系统和新的单级风扇取代原有的风扇部分[2]。此一齿轮变速箱由40个零件组成，重500磅，变速效率99.7%，与发动机其它组件共用一组3加仑润滑油箱。PW8000导入齿轮传动风扇后，首级风扇转速每分钟3250转、低压涡轮转速每分钟9,160转，降低转速的首级叶片叶尖速度从每秒1,400英尺降低为每秒1,050英尺，噪音因此降低30分贝。普惠原先计划生产8台原型机提供测评认证，但经过数年发展，PW8000项目最终取消[3]。

PW8000发动机取消后，普惠在齿轮传动涡轮扇发动机领域上启动新的研发计划，称为ATFI项目。ATTI计划使用PW308发动机的压缩机作为核心，搭配全新的首级风扇及减速齿轮箱。2007年，发动机首次运行。

随后，在与德国MTU航空发动机公司合作基础上，齿轮传动涡轮风扇发动机项目（简称GTF）启动。德国公司负责提供高速低压涡轮机和多级高压压缩机。

除了大名鼎鼎的齿轮传动涡轮风扇，新设计还包括一个面积可变的喷嘴，极具经济性[4]。

2008年7月，GTF项目更名为PW1000G，成为新的“洁净动力（PurePower）”发动机的首款产品[5]。普惠宣布PW1000G将比现有支线飞机和单通道飞机上使用的发动机节省10-15%的燃料，而且更加安静[6]。

PW1000G的飞行测试是在普惠公司的波音747SP上[6]，而第二段飞行测试则是在空中客车A340-600上。2008年10月14日，安装在2号发动机吊架上的PW1000G在图卢兹进行了首次飞行[7]。2010年10月，PW1524G开始测试[8]。2013年，PW1100G在747SP上进行了首次测试。

2013年2月20日，PW1500G成功获得加拿大交通部认证[9]。

2019年，由三菱重工业为旗下三菱SpaceJet组装的首台PW1200G，通过普惠的验收测试[10]。

应用[编辑]

技术问题[编辑]

于2016年开始投入商业飞行后，采用本新型发动机的空中客车A320neo于2017年2月起发生多宗发动机故障事件。经过调查后，发现发动机燃烧室及燃油泵轴承都出现未曾预料的设计问题[11]。走吧航空、靛蓝航空、香港快运航空及美国精神航空[12]都先后因普惠发动机故障而停飞部分A320neo。

虽然技术逐渐成熟下，普惠开始为发动机更新零件，但直到2017年4月底，空中客车仍未能保证更换零件后可解决技术问题。[13]部分客户如捷蓝航空及精神航空选择更改订单并改为引入前代A320ceo型客机[14]。

参数[编辑]

数据来源：普惠公司[15][16]、flightglobal.com[17][18]、空中客车公司[19]、airinsight.com[20]。

数据来源： MTU[21]

概况

  • 类型： 涡轮风扇发动机
  • 长度：
  • 直径： 1,422—2,057毫米（56.0—81.0英寸）
  • 净重： 3800毫米 (150英寸)

组件

  • 压缩机： Axial flow,1-stage geared fan, 2-3 stage LP, 8 stage HP
  • 燃烧室： 环形燃烧室
  • 涡轮： Axial, 2-stage HP, 3-stage LP

性能

参考[编辑]

  1. ^ Pratt & Whitney's surprise leap.. [2014-06-20]. （原始内容存档于2012-10-19）. 
  2. ^ Pratt & Whitney's next leap in engine technology （页面存档备份，存于互联网档案馆）
  3. ^ The Short Life and Untimely Demise of the PW8000. [2014-06-20]. （原始内容存档于2011-07-08）. 
  4. ^ P&W readies for CSeries "third knob" engine testing. [2011-02-27]. （原始内容存档于2011-02-27）. 
  5. ^ P&W launches geared turbofan plane engine. The Gazette. 2008-07-14 [2008-07-14]. （原始内容存档于2016-03-03）. 
  6. ^ 6.0 6.1 Garvey, William. Pratt Gears Up for PW1000G （页面存档备份，存于互联网档案馆） Aviation Week. Accessed: 9 January 2011.
  7. ^ Airbus-owned A340 flies P&W geared turbofan engine. [2014-06-20]. （原始内容存档于2011-05-20）. 
  8. ^ Pratt & Whitney geared PW1524G testing underway. [2010-10-31]. （原始内容存档于2010-11-06）. 
  9. ^ News - Media Centre （页面存档备份，存于互联网档案馆）. Bombardier. Retrieved on 2013-12-09.
  10. ^ 日本的民機夢戛然而止了嗎？. 大飞机杂志-2020年第11期. 2020-11-30 [2021-01-08]. （原始内容存档于2021-01-18）. 
  11. ^ DGCA brief details issues with the PW1100 GTF engine on the A320neo. 2017-03-09 [2017-05-13]. （原始内容存档于2019-06-16）. 
  12. ^ Photos: Spirit A320neo Aircraft Grounded in Dallas Due to Engine Issues. 2017-04-17 [2017-05-13]. （原始内容存档于2021-01-18）. 
  13. ^ Airbus says yet to see proof of Pratt & Whitney engine fix. 2017-04-27 [2017-05-13]. （原始内容存档于2019-06-18）. 
  14. ^ https://www.flightglobal.com/news/articles/spirit-sheds-a320neo-deliveries-in-2018-after-engine-436707/. 2017-04-28 [2017-05-13]. （原始内容存档于2019-06-04）.  外部链接存在于|title= (帮助)
  15. ^ PurePower PW1000G Engine. [2014-06-20]. （原始内容存档于2013-01-26）. 
  16. ^ PurePower PW1700G & PW1900G Engines (PDF). [2014-06-20]. （原始内容存档 (PDF)于2014-02-28）. 
  17. ^ P&W seals deal to begin design on GTF for Russia's MS-21. [2014-06-20]. （原始内容存档于2010-04-20）. 
  18. ^ Airbus set to launch A320 NEO. [2014-06-20]. （原始内容存档于2010-12-04）. 
  19. ^ Airbus offers new fuel saving engine options for A320 rFamily. [2014-06-20]. （原始内容存档于2010-12-23）. 
  20. ^ Embraer Launches E-Jet RE: Assessing the Impact. [2014-06-20]. （原始内容存档于2013-02-13）. 
  21. ^ PW1000G - MTU Aero Engines 互联网档案馆的存档，存档日期2011-10-01.. Mtu.de. Retrieved on 2013-12-09.
  • Gunston, Bill. World Encyclopedia of Aero Engines, 5th Edition. Phoenix Mill, Gloucestershire, England, UK: Sutton Publishing Limited. 2006. ISBN 0-7509-4479-X. 

外部链接[编辑]

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