Дженерал Электрик Катализатор
| Катализатор | |
|---|---|
| |
| Тип | Турбовинтовой |
| Национальное происхождение | Соединенные Штаты |
| Производитель | GE Авиация |
| Первый запуск | 22 декабря 2017 г. [ 1 ] |
| Основные приложения | Бичкрафт Денали Евродрон XTI ТриФан 600 |
General Electric Catalyst (ранее Advanced Turboprop или ATP ) — турбовинтовой двигатель компании GE Aerospace . О нем было объявлено 16 ноября 2015 года, и он будет использоваться в Beechcraft Denali . Впервые он был запущен 22 декабря 2017 года и должен быть сертифицирован в 2024 году. Двигатель мощностью от 850 до 1600 л.с. (от 630 до 1190 кВт) обеспечивает на 20% большую эффективность, чем его конкуренты, благодаря общему соотношению давлений 16:1 , регулируемым лопаткам статора , охлаждаемым лопаткам турбины , , напечатанным на 3D-принтере деталям , и системе FADEC .
Разработка
[ редактировать ]После представления General Electric H80 в 2010 году для улучшения Walter M601 , GE начала анализировать своих конкурентов и в 2014 году разработала двигатель с экологически чистой конструкцией, а затем была выбрана для участия в конкурсе Cessna Denali . [ 2 ] в июне General Electric создала европейский центр разработки турбовинтовых двигателей, В сентябре 2015 года после закрытия Экспортно-импортного банка США инвестировав более 400 миллионов долларов и создав от 500 до 1000 рабочих мест. [ 3 ] Двигатель был анонсирован 16 ноября 2015 года на ежегодной выставке Национальной ассоциации деловой авиации . [ 4 ]
В 2016 году коробка передач, силовая турбина и камера сгорания должны были быть изготовлены в Турине , вращающиеся компоненты должны были быть поставлены из Варшавы , а линия окончательной сборки планировалась на заводе Walter Engines в Праге . [ 5 ] В то время основные компоненты были разделены между принадлежащими GE предприятиями в Польше и Италии, оба принадлежали Avio Aero . [ 5 ] Avio Aero была приобретена GE в 2013 году. [ 6 ] По состоянию на 2021 год на сайте Avio Aero не указано ни одного объекта в Варшаве. [ 7 ] Он был разработан компанией GE в Европе. [ 8 ] а для турбины энергетического и газогенератора и компрессора высокого давления - Центром инженерного проектирования в Варшаве, альянсом General Electric Company Polska и Варшавского авиационного института . [ 9 ]
В октябре 2017 года GE получила 85% запчастей, чтобы до конца года поставить первый тестовый двигатель. [ 10 ] прошла испытания аксиально-центробежного компрессора — статор, ротор и узлы холодной секции — В это время в Мюнхене для подтверждения его эффективности, производительности и работоспособности. [ 11 ]
Тестирование
[ редактировать ]После двух лет разработки он завершил свой первый тестовый запуск в Праге 22 декабря 2017 года. После тестирования большей части компонентов и запуска двигателя компания GE Aviation сохраняет свои целевые показатели производительности и надеется их превысить. В 2018 году он начнет сертификационные испытания, проверяя аэродинамику, механику и аэротермические системы. Ожидается, что он будет использоваться для первого полета Beechcraft Denali в конце 2018 года и проведет более 2000 часов испытаний, прежде чем Denali поступит в эксплуатацию. GE Aviation Czech, штаб-квартира по разработке, тестированию и производству, наняла около 180 сотрудников, еще 80 ожидается в 2018 году среди 500 других для всего предприятия при полной производительности. Он разрабатывался в течение двух лет 400 дизайнерами, инженерами и экспертами по материалам GE в Чехии, Италии, Германии, Польше, США и других странах. Будет открыто шесть испытательных камер, построено 10 испытательных двигателей, которые будут запущены позднее в 2018 году на летающем стенде, сертификационные испытания в 2018-2019 годах включают высотные, эксплуатационные и высоковибрационные испытания. [ 12 ]
В марте 2018 года первый образец проработал почти 40 часов, после чего был проведен анализ мониторинга состояния здоровья в течение нескольких лет . Следующий двигатель собран и оснащен приборами для высотных испытаний и будет испытан в Канаде летом 2018 года. Позднее в 2018 году Cessna получит три двигателя для подготовки первого полета Денали в первом квартале 2019 года . [ 13 ] Его разработка на 30% быстрее, чем предыдущие новые проекты GE, поскольку в программе разработки 10 двигателей плюс несколько реконструкций. Всего в течение следующих двух лет пройдут 33 испытания двигателей, в том числе 17 сертификационных испытаний. Для сертификации не требуется летающий испытательный стенд, но модифицированный King Air 350 может быть использован для прохождения допуска по безопасности полетов в начале 2019 года, перед летными испытаниями Denali. [ 2 ] В конце мая 2018 года были завершены 60 часов испытаний, в том числе на полной мощности, в то время как сборка второго двигателя была почти завершена для первого летнего запуска, сертификация компонентов была неизбежна, и за ней должны последовать сертификационные испытания всего двигателя, начиная с приема внутрь и высоты. тесты. [ 14 ] К июлю 2018 года первый двигатель проработал более 100 часов, а второй двигатель работал в Праге, а затем в этом году его отправили в Канаду для высотных испытаний. Производительность находится на целевом уровне или лучше, чем прогнозировалось. [ 15 ]
К маю 2019 года испытательные двигатели проработали до 41 000 футов (12 000 м) в барокамере и проработали более 1000 часов, имитируя три года эксплуатации, в то время как FADEC проработал 300 часов на железной птице Денали . [ 16 ] К октябрю 2019 года при более чем 1000 циклах двигателя было проведено 1600 часов испытаний: 1200 часов в испытательных камерах и 400 часов на компрессорных установках. Были завершены испытания на высоту, выносливость, вибрацию, долговечность и проглатывание, а также испытания встроенных органов управления гребным винтом, а также испытания на превышение скорости компрессора высокого давления и газогенераторной турбины. Новые требования к испытаниям на обледенение отодвинули поставку первых двигателей на 2020 год, а первый полет Beechcraft Denali еще дальше. К тому времени было собрано пять двигателей, а еще два должны быть завершены до конца 2019 года. [ 17 ] Первые летные испытания на борту King Air были отложены до весны 2020 года, а сертификация - на осень 2021 года, после 18-месячной кампании, из-за новых требований FAA к испытаниям, включая испытания на обледенение. [ 18 ]
К июлю 2021 года было произведено 16 двигателей, наработавших 2500 часов; поскольку было завершено 30% сертификационных испытаний Catalyst, включая некоторые испытания на обледенение. [ 19 ] Испытания показали большую мощность на больших высотах, чем ожидалось, и эффективность на 1-2% выше, чем ожидалось, что на 16-17% больше, чем у конкурентов. [ 19 ] Один турбовинтовой самолет был установлен на самолет Beechcraft King Air 350 в Берлине, который завершил некоторые рулежные испытания, чтобы совершить первый полет в ближайшие месяцы и пройти сертификацию к концу 2022 года. [ 19 ] Еще один двигатель был установлен на планер Denali, который должен совершить свой первый полет до конца года и пройти сертификацию в 2023 году. [ 19 ]
Catalyst совершил свой первый полет на испытательном стенде King Air 30 сентября 2021 года под руководством главного летчика-испытателя BBA Сигизмонда Монне и ведущего инженера-испытателя Алессандро Рамазотти. [ 20 ] 22 ноября Denali совершил свой первый полет с двигателем Catalyst и планирует пройти сертификацию к 2025 году. [ 21 ]
В мае 2023 года сертификация Denali была перенесена на 2025 год, поскольку сертификация двигателей была отложена до 2024 года из-за более строгих стандартов, таких как требования к обледенению и попаданию в двигатель двигателя, после завершения 16 из 22 запланированных сертификационных испытаний двигателя и 26 из 37 сертификационных испытаний компонентов, погодные испытания и испытания при низких температурах. [ 22 ]
Рынок
[ редактировать ]GE Catalyst предназначен для покрытия рынка между H80 и CT7. [ 23 ] Он будет конкурировать с Pratt & Whitney Canada PT6 , выпущенным тиражом в 51 000 единиц и лидирующим на рынке малых турбовинтовых двигателей в течение 50 лет, дополняя 850-сильный (630 кВт) General Electric H80 . Он был выбран для установки на новый одномоторный турбовинтовой самолет Beechcraft Denali, вмещающий до 12 пассажиров и развивающий скорость более 280 узлов (520 км/ч) на расстояние 1500 морских миль (2800 км). GE планирует инвестировать в проект до $1 млрд, включая $400 млн в производственный центр в Европе. [ 24 ]
Дизайн
[ редактировать ]Двигатель Advanced Turboprop мощностью 1300 лошадиных сил (970 кВт) можно расширить до диапазона 850–1600 лошадиных сил (630–1190 кВт). 16:1 Его общее соотношение давления позволяет на 20% снизить расход топлива и на 10% повысить крейсерскую мощность по сравнению с конкурентами того же класса со средним временем между капитальными ремонтами (MTBO) 4000–6000 часов. [ 25 ] Компрессор в создан на основе General Electric T700 с четырьмя осевыми ступенями и одной центробежной ступеней, с той же трехмерной аэродинамической конструкцией, что и GE9X . Двигатель включает в себя регулируемые лопатки статора (VSV) и детали, напечатанные на 3D-принтере . [ 26 ]
Однокольцевая камера сгорания с обратным потоком напоминает конструкцию GE-Honda HF120 . Двухступенчатая монокристаллическая высокого давления турбина станет первой в этом классе двигателей полностью охлаждаемой. Трехступенчатая турбина низкого давления имеет встречное вращение . Интегрированная система управления движением FADEC будет управлять как двигателем , так и шагом винта как единой системой. [ 27 ]
Двенадцать напечатанных на 3D-принтере деталей заменяют 855 деталей: рамы, гильзы камеры сгорания, отстойники , корпус выхлопной системы , корпуса подшипников , стационарные компоненты в проточном тракте и теплообменники . Общий вес снижается на 5%, а удельный расход топлива на тормоза снижается на 1%. 3D-печать не используется для вращающихся компонентов, таких как лопасти , диски и роторы . [ 28 ] 35% двигателя будет напечатано на заводе GE, что сократит количество серийных деталей до 35. [ 29 ] Они напечатаны из титанового сплава. [ 12 ]
Наработка между капитальными ремонтами составляет 4000 часов, что на 33% больше, чем у ведущего конкурента. Это первый турбовинтовой двигатель в своем классе с двумя ступенями регулируемых статорных лопаток. [ 1 ] Он будет оснащен композитным пятилопастным винтом от McCauley , дочерней компании Textron . [ 5 ]
Теперь турбовинтовые двигатели должны быть сертифицированы для высотного обледенения кристаллами льда компрессора : блиск должен выдержать удар ледяного шара. Это потребовало бы более тяжелой первой ступени на 2 фунта (1,13 кг) и ухудшило бы аэродинамику двигателя. GE предложила подавать горячее масло на вход в двигатель из поддона коробки передач вспомогательных агрегатов , чтобы избежать образования льда, и летом 2018 года проведет испытания на канадском объекте в холодную погоду. [ 30 ]
Охлаждаемые турбины допускают более высокие рабочие температуры более чем на 150 ° C (300 ° F). Его FADEC, VSV и трехступенчатая турбина низкого давления встречного вращения генерируют на 10 % большую крейсерскую мощность, сохраняя пиковую эффективность в нерасчетных условиях для лучшего градиента и мощности на высоте. Цельный отстойник заменяет 45 обычных деталей и будет напечатан всего за четыре дня вместо 14 первоначально. [ 2 ]
Приложения
[ редактировать ]Спецификация
[ редактировать ]Общие характеристики
- Тип: Турбовинтовой
- Длина: 71,6 дюйма (1820 мм) [ 33 ]
- Диаметр: около 26 дюймов (660 мм) [ 33 ]
- Сухой вес: 625 фунтов (283 кг) [ 33 ]
Компоненты
- Компрессор: четыре осевые ступени и одна центробежная ступень. [ 27 ]
- Камеры сгорания : однокольцевая камера сгорания с обратным потоком. [ 27 ]
- Турбина : двухступенчатая высокого давления, трехступенчатая низкого давления. [ 27 ]
Производительность
- Максимальная выходная мощность: 1300 л.с. (970 кВт) (диапазон 850–1600 л.с. (630–1190 кВт)) [ 25 ]
- Общий коэффициент давления : 16:1 [ 25 ]
- Удельный расход топлива : Менее 0,5 фунта/(л.с.⋅ч) (0,30 кг/кВтч) [ 33 ]
- Отношение мощности к весу : около 2,6 л.с./фунт (4,3 кВт/кг). [ 33 ]
- Наработка между капитальными ремонтами (TBO): 4000-6000 часов. [ 25 ]
См. также
[ редактировать ]Связанные разработки
Сопоставимые двигатели
Связанные списки
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б «GE Aviation объявляет о первом запуске усовершенствованного турбовинтового двигателя» (пресс-релиз). ДжиЭвиэйшн. 27 декабря 2017 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Гай Норрис (19 марта 2018 г.). «GE рассматривает катализатор как двигатель перемен в турбовинтовых двигателях» . Неделя авиации и космических технологий .
- ^ «Без экспортного финансирования со стороны США компания GE заявляет, что построит центр двигателей в Европе» . Рейтер. 17 сентября 2015 г. – через Business Insider.
- ^ «GE Aviation выбирает Прагу, Чешская Республика, в качестве места для турбовинтового «центра передового опыта» . Flight Global . 21 января 2016 г.
- ^ Перейти обратно: а б с «GE отказывается от Праги для сборки турбовинтовых двигателей» . Полет Глобал . 13 июля 2016 г.
- ^ «GE завершает приобретение авиационного бизнеса Avio» (пресс-релиз). ГЭ. 1 августа 2013 г.
- ^ «Где мы находимся» . Авио Аэро.
- ^ Стивен Тримбл (27 декабря 2017 г.). «GE завершает первые наземные испытания усовершенствованного турбовинтового двигателя» . Флайтглобал .
- ^ Пейдж Смит (16 апреля 2020 г.). «Вопросы и ответы: Мариан Лубенецкий, руководитель Центра инженерного проектирования GE Польша» . Международная организация аэрокосмического тестирования .
- ^ Стивен Тримбл (10 октября 2017 г.). «GE приближается к рубежу, сделав ставку на бизнес-самолеты на сумму 1,5 миллиарда долларов» . Флайтглобал .
- ^ Курт Эпштейн (10 октября 2017 г.). «Две новые программы GE по двигателям Genav стремительно развиваются» . АЙН .
- ^ Перейти обратно: а б Томас Келлнер (27 декабря 2017 г.). «Загорелся: GE успешно протестировала свой усовершенствованный турбовинтовой двигатель с деталями, напечатанными на 3D-принтере» . Отчеты GE .
- ^ Керри Линч (7 марта 2018 г.). «Двигатель ATP компании GE становится катализатором» . АЙН .
- ^ Курт Эпштейн (29 мая 2018 г.). «Катализатор GE готов к сертификационным испытаниям» . АЙН .
- ^ Джон Моррис (17 июля 2018 г.). «Начинаются испытания второго турбовинтового двигателя GE Catalyst» . Сеть «Авиационная неделя» .
- ^ Алан Пифорд (20 мая 2019 г.). «GE представляет Catalyst, чтобы встряхнуть рынок турбовинтовых двигателей» . Флайтглобал .
- ^ Джон Хеммердингер (22 октября 2019 г.). «Textron задерживает первый полет Денали из-за продолжающихся испытаний двигателя Catalyst» . Флайтглобал .
- ^ Дэн Тисделл (19 февраля 2020 г.). «Лётные испытания турбовинтового катализатора «начнутся этой весной» » . рейсглобальный .
- ^ Перейти обратно: а б с д Джон Хеммердингер (30 июля 2021 г.). «GE Aviation «застегивает» разрешения на полеты Catalyst, рассматривает заявки, помимо Denali от Beechcraft» . FlightGlobal .
- ^ «Турбовинтовой двигатель Catalyst™ совершил первый полет» (пресс-релиз). ДжиЭвиэйшн. 30 сентября 2021 г.
- ^ «Beechcraft Denali приступает к этапу летных испытаний, совершив знаменательный первый полет» (пресс-релиз). Текстрон Авиация. 23 ноября 2021 г.
- ^ Джон Хеммердингер (8 мая 2023 г.). «Textron Aviation откладывает сертификацию Denali до 2025 года» . FlightGlobal .
- ^ «GE Aviation бросает вызов Титану с новым турбовинтовым двигателем» . Международные авиационные новости . 16 ноября 2015 г.
- ^ «GE и Textron объединяются, чтобы создать новый турбовинтовой двигатель для самолетов» . Рейтер . 16 ноября 2015 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д «GE Aviation выпускает новый турбовинтовой двигатель» (Пресс-релиз). ДжЭ Авиэйшн . 16 ноября 2015 г.
- ^ Мэтт Бенви (16 ноября 2015 г.). « Самая большая победа: новый двигатель поднимет турбовинтовой бизнес GE на новую высоту» . Отчеты GE.
- ^ Перейти обратно: а б с д Гай Норрис (17 ноября 2015 г.). «GE использует двигатель PT6 с усовершенствованным турбовинтовым двигателем» . Авиационная неделя .
- ^ «GE прогнозирует большой прогресс в области 3D-печати» . Полет Глобал . 3 ноября 2016 г.
- ^ Кевин Майклс (18 мая 2017 г.). «Осторожно, отношения OEM-поставщиков меняются» . Неделя авиации и космических технологий .
- ^ Стивен Тримбл (8 марта 2018 г.). «GE переименовывает двигатель ATP в Catalyst, поскольку план испытаний становится все жарче» . Флайтглобал .
- ^ Крейг Хойл (25 марта 2022 г.). «Avio Aero поставит двигатели Catalyst для парка дронов Eurodrone» . Флайтглобал .
- ^ Кейт Сарсфилд (23 июля 2019 г.). «XTI выбирает двигатель Catalyst для гибридно-электрического TriFan 600» . Флайтглобал .
- ^ Перейти обратно: а б с д и деБок, Питер (18 сентября 2019 г.). Обзор турбин и двигателей малой мощности GE (PDF) . Ежегодное собрание INTEGRATE 2019 . Глобальные исследования General Electric . АРПА-Э . Проверено 23 сентября 2021 г.