Wydajniejszy silnik odrzutowy jest wykonany z lżejszych części, niektóre drukowane w 3D

Nowa generacja silników opracowywana przez największego na świecie producenta silników odrzutowych, CFM (partnerstwo między DAWAĆ oraz Snekma Francji), pozwoli samolotom zużywać około 15 procent mniej paliwa, co wystarczy, aby zaoszczędzić około 1 miliona dolarów rocznie na samolocie i znacznie zmniejszyć emisje dwutlenku węgla.

Wielki fan: CFM testuje kompozytowe łopatki wentylatora do nowego silnika LEAP. Są montowane do jednego ze starszych silników firmy.

Pierwszy z tych nowych silników, nazwany LEAP, będzie wyposażony w technologię, która nigdy wcześniej nie była stosowana w silnikach odrzutowych na dużą skalę: ceramiczne materiały kompozytowe, które ważą znacznie mniej niż stopy metali, które zastąpią i są w stanie wytrzymać znacznie wyższe temperatury . Silnik będzie również wykorzystywał części wytwarzane za pomocą druku 3D, nowego rodzaju produkcji, który może wytwarzać złożone kształty, które byłyby trudne lub niemożliwe do wykonania przy użyciu konwencjonalnych technik produkcyjnych (patrz 10 Breakthrough Technologies 2013: Additive Manufacturing ). Technologie te mogłyby ostatecznie zostać wykorzystane do produkcji większej liczby części silnika, co doprowadziłoby do dalszego wzrostu wydajności, mówi Gareth Richards, kierownik programu LEAP w GE Aviation.

Choć budowa pierwszego silnika rozpoczęła się niespełna dwa tygodnie temu, firma ma już zamówienia na 4500 sztuk. Będą używane w Airbusie A320neo, Boeingu 737 Max i nowym samolocie z Chin, Comac C919. Oprócz oszczędności pieniędzy, silnik pomoże producentom dostosować się do obecnych i przewidywanych przepisy prawne zaprojektowany w celu zmniejszenia emisji dwutlenku węgla i zanieczyszczeń, takich jak smogowe tlenki azotu (NOx).

Jedną z kluczowych innowacji jest zastosowanie kompozytów z osnową ceramiczną opracowanych przez GE. Ceramika może wytrzymać wysokie temperatury, ale zwykle jest zbyt krucha, aby można ją było stosować w silnikach. Naukowcy z GE opracowali sposób na wzmocnienie ich włóknami z węglika krzemu, dzięki czemu są tak odporne jak metal.

Ceramika zmniejszy ilość energii zużywanej do chłodzenia części silnika. Obecne silniki działają w temperaturach, które są w rzeczywistości wyższe niż temperatura topnienia stosowanych w nich stopów niklu; aby zapobiec ich stopieniu, silnik kieruje powietrze ze sprężarki wewnątrz silnika przez małe otwory w częściach, tworząc ochronną warstwę chłodzącą. Kompozyt ceramiczny nie wymaga takiego chłodzenia, więc zamiast tego można wykorzystać powietrze do generowania ciągu.

W silniku LEAP kompozyty z osnową ceramiczną zastąpią tylko niektóre części ze stopu niklu. Ale w przyszłości mogą być używane do większej liczby części silnika, co jeszcze bardziej ograniczy straty spowodowane chłodzeniem. Ta zmiana może również umożliwić silnikom pracę w wyższych temperaturach, umożliwiając uzyskanie większego ciągu z określonej ilości paliwa. Co więcej, kompozyty mogą sprawić, że silniki będą lżejsze — części wykonane z tych materiałów ważą o jedną trzecią więcej niż odpowiadające im części ze stopu niklu.

Silnik będzie również wyposażony w części drukowane w 3D, które mogą poprawić wydajność silnika i obniżyć emisję. System jest bardziej wyrafinowany i wydajny niż stacjonarne drukarki 3D, które ostatnio zwróciły na siebie uwagę. Zamiast nanosić materiały, wykorzystuje laser do przekształcania proszku metalu w stałe kształty, warstwa po warstwie. Metoda ta upraszcza produkcję precyzyjnie ukształtowanych dysz paliwowych, które pomagają silnikowi pracować w wysokich temperaturach bez wytwarzania tlenków azotu (patrz Produkcja przyrostowa i GE i EADS, aby drukować części do samolotów).

Inny producent silników, Pratt i Whitney , opracowuje własny zaawansowany silnik, który może zmniejszyć zużycie paliwa o około 15 procent; nabywcy Airbusa A320neo mogą wybrać silnik Pratt & Whitney lub CFM. Jednak firma Pratt & Whitney ma zupełnie inne podejście do poprawy wydajności. Zamiast używać kompozytów, wprowadza koła zębate, które pomagają różnym częściom silnika poruszać się z optymalnymi prędkościami (patrz: Bardziej wydajny silnik odrzutowy wpada na bieg, a skrzydło hybrydowe zużywa o połowę mniej paliwa niż standardowy samolot).

ukryć