【機床商務(wù)網(wǎng)欄目 機床上下游】2017年10月初，GE航空宣布成功完成了T901-GE-900 渦輪軸發(fā)動機原型的測試。這款發(fā)動機屬于美國陸軍改進型渦輪發(fā)動機項目(Improved Turbine Engine Program,ITEP)的一部分。測試結(jié)果表明，GE T901發(fā)動機的性能達到甚至超過ITEP 項目的要求，已為發(fā)動機的制造做好準(zhǔn)備。
 

　　GE航空在T901發(fā)動機中使用了在GE 成熟的噴氣式發(fā)動機中使用過的先進制造技術(shù)和高溫材料，例如：在非常的LEAP 和GE 9X 發(fā)動機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)動機中也使用了大量的3D打印零部件，增材制造技術(shù)在T901發(fā)動機輕量化和性能提升方面起到了積極作用。本期，3D科學(xué)谷就與谷友們共同來了解一下GE T901 發(fā)動機以及發(fā)動機中使用的3D打印技術(shù)。
 

　　減少對部件裝配的需要，優(yōu)化空氣動力學(xué)設(shè)計
 

　　美國軍隊使用的黑鷹和阿帕奇直升機，由于需要裝載新的彈藥和航空電子等設(shè)備而導(dǎo)致重量不斷上升，因此為這些直升機配備具有更高動力的發(fā)動機被提上日程。ITEP 項目的目標(biāo)正是為這類直升飛機生產(chǎn)出新型渦輪軸發(fā)動機，具體的目標(biāo)是使發(fā)動機的動力提高50%，燃油效率提升25%，并能夠降低生命周期成本。
 

　　單軸核心架構(gòu)是T901發(fā)動機設(shè)計的關(guān)鍵，該設(shè)計實現(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和氣體發(fā)生器中的所有旋轉(zhuǎn)部件在一個軸上并以相同的速度旋轉(zhuǎn)。相比之下，雙軸芯結(jié)構(gòu)是將壓縮機分成兩個獨立的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，每個旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子由同心軸上單獨的燃氣渦輪機驅(qū)動。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)動機的重量和復(fù)雜性。重量的增加會使直升機可用的有效載荷減少，同時將這種發(fā)動機整合到飛機中也會帶來更大的挑戰(zhàn)。雙軸芯發(fā)動機的拆卸難度更大，維護成本更高。
 

　　GE的T901 發(fā)動機憑借的壓縮機技術(shù)滿足了美國軍隊對于直升機動力性能和維修便捷性的需求，T901 發(fā)動機實現(xiàn)了更高的部件效率，改善了失速裕度，達到3,000軸馬力。
 

　　T901 發(fā)動機使用了大量的3D打印零件，GE將利用生產(chǎn)先進渦輪螺旋槳(ATP)等飛機發(fā)動機的工廠和增材設(shè)計方式去設(shè)計與制造這些3D打印零件。
 

　　GE航空表示，通過傳統(tǒng)的加工和制造方法，這類零件是由多個經(jīng)過加工的鑄件或鍛件通過焊接/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。3D科學(xué)谷了解到，在進行3D打印零件設(shè)計時，GE采用功能集成的一體式結(jié)構(gòu)，這使得發(fā)動機中子部件的數(shù)量顯著減少。例如，T901 中的某個3D打印零件，其原來的設(shè)計方式是由50多個子部件組裝而成的。
 

　　GE 通過增材制造技術(shù)，減少了對裝配部件的需求，從而降低了T901發(fā)動機的重量。同時，在進行3D打印零件設(shè)計時，GE 還嘗試了更先進的空氣動力學(xué)形狀的設(shè)計思路，這對發(fā)動機性能、可靠性和耐用性的提升具有積極意義。

    （原標(biāo)題：GE航空帶有大量3D打印零部件的T901 發(fā)動機成功完成原型測試）