满足夜间降落希斯罗机场：GE90发动机燃烧室、高压涡轮简介

原创 李杰陈光吕跃进 航空之家

GE90的高压压气机是直接按高效节能发动机 (E3发动机) 的比例放大设计的，其空气流量增大69%下表列出了GE90和E3发动机的压气机相关参数。

GE90高压压气机结构如图1和图2所示：

图1、GE90发动机高压压气机结构及叶片与CF6和CFM56比较

GE90高压压气机叶片采用了小展弦比叶片，比常规的要宽许多。表2 列出了几种发动机压气机叶片参数的比较

整个压气机由4段组成，第1、7级盘为单独的，钛合金的2~6级盘鼓焊接成整体，8~10级Rene88DT高温合金粉末合金盘焊为一体，然后在两处用螺栓连接成整体。

1~6级叶片装在轮盘的轴向燕尾槽中，7~10级叶片装在轮盘的环向燕尾槽中，空气由8~9级盘间引入转子，在加速及稳态工作时对转子中心加热，使转子与机匣间易于热匹配，加大喘振裕度，提高燃油效率，且可减少在加速过程中瞬时涡轮进口温度的超温。7~10级盘采用Rene88DT高温合金是因为高增压比使压气机出口处空气温度较高。

图2、GE90发动机高压压气机

GE90发动机燃烧室

GE90的燃烧室的结构如图3所示，也是采用了高效节能发动机 ( E3发动机)的设计。最大的特点是采用了双环腔头部和多孔冷却火焰筒。

以CF6-80C2为动力的、载客210人的波音767-300飞机，在巡航时有害物质的排放量为每位乘客0.566g/km,而以GE90为动力的、载客287人的波音777飞机，

表2、几种发动机压气机叶片参数的比较

在巡航时有害物质的排放量比前者可降低34%。另外，未燃烧的碳氢化物与一氧化碳也可减少70%。

小推力状态下，外环腔的喷嘴工作；加大推力时，两环腔全部工作。

图3、GE90发动机的低污染物排放的双环腔燃烧室

高压涡轮

GE90的高压涡轮 (如图4 所示) 也是采用了高效节能发动机( E3发动机) 的设计 。涡轮叶片用N5单晶镍基合金铸成。涡轮采用具有损伤容限能力的粉末合金Rene88DT高温合金。高压涡轮设计留有较大的温度裕度GE90-B3为127℃，GE90-B1为89℃。

高压涡轮冷却系统设计很有特色。将温度、压力较高的空气由第8、9级压气机间经转子中心通到高压涡轮的两级轮盘间，使轮盘与静子间有较好的热匹配性能。然后，这股气流再进入第2级工作叶片对叶片进行冷却。这套系统可以提高冷却空气的冷却效率。

据称，GE90高压涡轮工作叶片的金属温度比CF6-80C2的低。以往GE的发动机的高压涡轮盘常常采用多螺栓孔结构，而GE90的轮盘不开孔，以提高强度 ，并减少螺栓头的螺帽引起的风阻损失。

图4、GE90发动机高压涡轮

低压涡轮

GE90的低压涡轮 (如图5所示) 为了获得高效率，6级低压涡轮设计采用了较高的切线速度，但由于风扇叶尖的切线速度较低，转速较低，因而低压涡轮直径较大，气流通道在高压涡轮出口有一较大的坡度，这在其他发动机上是很少见。

噪声

GE90的噪声比较低，能满足FAR36部第3阶段噪声要求。

GE90/波音777能在夜间进入严格控制噪声的机场，例如英国伦敦的希思罗机场。

图5、GE90发动机低压涡轮

原标题：《满足夜间降落希斯罗机场：GE90发动机燃烧室、高压涡轮简介》

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