通用電氣(簡稱GE)航空集團一直以來將通過持續(xù)創(chuàng)新推動公務(wù)和通用航空渦槳發(fā)動機市場作為使命。近期,GE航空集團宣布了其先進渦槳發(fā)動機(ATP)的正式名稱,。
ATP現(xiàn)已被正式命名為GE Catalyst?先進渦槳發(fā)動機,,進一步踐行了GE航空集團通過技術(shù)創(chuàng)新推動渦槳發(fā)動機市場發(fā)展的承諾,。其中包括:利用經(jīng)過驗證的技術(shù)實現(xiàn)更高性能;通過減少飛行員負(fù)擔(dān)使得飛行體驗變得更為簡單;通過數(shù)字化創(chuàng)建更高標(biāo)準(zhǔn)的個性化的服務(wù)和支持。
GE航空集團渦槳發(fā)動機部門總經(jīng)理Paul Corkery表示:“GE Catalyst發(fā)動機正在重新定義渦槳發(fā)動機在公務(wù)和通用航空領(lǐng)域?qū)︼w行員,、飛機制造商和運營商的作用。對于一個幾十年來少有新技術(shù)注入的領(lǐng)域,,它將起到催化劑的作用,。”
GE Catalyst發(fā)動機的發(fā)展歷程
2012年,,GE公務(wù)和通用航空渦槳發(fā)動機團隊開始著手驗證其最初的設(shè)想:渦槳發(fā)動機市場渴望擁有新技術(shù)和新價值的發(fā)動機,。團隊成員開始拜訪飛機制造商和運營商,討論推出一款全新級別通用飛機所需的下一代全新1000-1600軸馬力渦槳發(fā)動機的技術(shù)規(guī)范和設(shè)計特點,。
在收集了來自世界各地的客戶反饋之后,,GE團隊確認(rèn)了市場對先進發(fā)動機的需求。GE工程師們完成了四個設(shè)計迭代,,并啟動了一個全面的初始設(shè)計,,使用GE在商用發(fā)動機上的相同研發(fā)流程來確定可行的交付標(biāo)準(zhǔn)。
在此期間,,公務(wù)機制造商德事隆公司(Textron) 發(fā)出了為其全新的、從零開始設(shè)計的Cessna Denali公務(wù)機尋求動力的需求建議書,。為此,,GE公司提交了一項更新的設(shè)計方案,與其他現(xiàn)有的的發(fā)動機制造商進行競標(biāo),。2015年秋,,德事隆公司宣布選擇GE的設(shè)計方案,即現(xiàn)在的Catalyst先進渦槳發(fā)動機為德事隆新一代單發(fā)渦槳公務(wù)機Cessna Denali提供動力,。
自該發(fā)動機項目在2015年11月的美國商務(wù)航空協(xié)會(NBAA)大會上公布以來,,GE航空集團已為Catalyst先進渦槳發(fā)動機項目承諾投入4億多美元的研發(fā)費用。GE還與捷克政府達成了一項協(xié)議,在捷克建立全新的渦槳發(fā)動機總部,,用于新型發(fā)動機的研發(fā),、測試和生產(chǎn)制造。該新設(shè)施建成并達到滿負(fù)荷生產(chǎn)后,,預(yù)計將新增500名員工,。
在宣布發(fā)動機項目啟動兩年后,工程師們于2017年12月22日在捷克布拉格的GE航空集團捷克工廠對GE Catalyst發(fā)動機進行了首次點火試車,。適航認(rèn)證測試將在未來兩年進行,,預(yù)計將在2020年投入服役。屆時,,該發(fā)動機將完成超過2000小時的測試,。
利用經(jīng)過驗證的技術(shù)實現(xiàn)更高性能
GE Catalyst發(fā)動機是公務(wù)和通用航空市場30多年來第一款全新設(shè)計的發(fā)動機,該發(fā)動機目前擁有98項專利技術(shù),,它借助了GE公司在大型發(fā)動機上經(jīng)過驗證的技術(shù)和數(shù)十億小時的發(fā)動機服役經(jīng)驗,。它是同級別發(fā)動機中首款采用兩級可變靜子葉片和冷卻高壓渦輪葉片的渦槳發(fā)動機,具有業(yè)內(nèi)最佳的總壓比(16:1),,與與市場上其它相同尺寸的同級別發(fā)動機相比,,該發(fā)動機的燃油消耗會降低20%,巡航功率增加10%,,并且大修間隔為4,000小時,,比其它同級別產(chǎn)品延長33%。
GE公司采用了3D打印等新的制造技術(shù),,以實現(xiàn)更先進的零件設(shè)計并減少零件數(shù)量,。其中855個常規(guī)制造零件已減少到12個3D打印零件。復(fù)雜性的降低加快了生產(chǎn)速度,,減少了燃油消耗和重量,,并且通過更少的縫接和更嚴(yán)格的公差來提高耐用性。增材制造3D打印部件將ATP發(fā)動機的總重量減少5%,,同時使得燃油效率提高了1%,。
安裝于Denali飛機上之后,發(fā)動機的高效率可以在30,000英尺的巡航高度上為乘客帶來猶如6,000英尺高度大座艙一般的舒適體驗,,與同級別小機型飛機相比,,具有一流的低運營成本。
通過減少飛行員負(fù)擔(dān)使得飛行體驗變得更為簡單
GE將為公務(wù)和通用航空市場推出首個全權(quán)數(shù)字發(fā)動機和螺旋槳集成控制系統(tǒng)(FADEPC),。GE Catalyst發(fā)動機數(shù)控系統(tǒng)將是傳統(tǒng)渦槳機械液壓多桿控制系統(tǒng)的替代產(chǎn)品,。GE航空集團利用其在發(fā)動機集成和控制方面的專業(yè)經(jīng)驗研發(fā)單桿控制系統(tǒng),提供“噴氣發(fā)動機的操控體驗”,,可以極大的減少飛行員負(fù)擔(dān),,最大限度的提高性能,,杜絕發(fā)動機超限。
FADEPC包含自動啟動功能和增強型集成功能,。Corkery表示:“這套系統(tǒng)從本質(zhì)上使得飛行員能夠?qū)W⒃诟呒壍娜蝿?wù)操作上,,它可以使飛行像推拉桿一樣簡單,由此贏得飛行員們的青睞,。飛行員將有更多的時間駕駛飛機,、眺望窗外、體驗飛行的樂趣,,而不是一直緊張的監(jiān)控和調(diào)整發(fā)動機,。”GE航空集團公務(wù)和通用航空及集成系統(tǒng)業(yè)務(wù)總裁兼總經(jīng)理Brad Mottier表示:“僅僅是簡化駕駛艙這一項技術(shù)就會成為改變未來飛機設(shè)計理念的催化劑,?!?/p>
通過數(shù)字化創(chuàng)建更高標(biāo)準(zhǔn)的個性化的服務(wù)和支持
GECatalyst發(fā)動機采用基于預(yù)防性健康維護的數(shù)字化設(shè)計,通過使用最新的商用航空技術(shù)來避免不必要的維修或停場,。該發(fā)動機配備了完備的傳感器,,可以針對OEM制造商的需求來捕捉發(fā)動機當(dāng)下的零件級性能特征。此外,,GE Catalyst發(fā)動機的全集成數(shù)字控制系統(tǒng)提供了個性化服務(wù)支持所需的架構(gòu),。該系統(tǒng)會在每次飛行中收集性能數(shù)據(jù),并判斷當(dāng)下的飛行環(huán)境,,飛行期間發(fā)動機及其附件以及控制系統(tǒng)的健康狀態(tài),。
基于云技術(shù)的數(shù)據(jù)傳輸和收集,可以創(chuàng)造出每臺運營中的Catalyst發(fā)動機的虛擬仿真,,即“數(shù)字雙胞胎”,。有了這些數(shù)據(jù),運營商隨時可以添加天氣,、航班和機隊數(shù)據(jù),,以對比發(fā)動機的實際性能與預(yù)期性能。GE航空集團可以針對特定發(fā)動機序列號發(fā)出警報,。目前,,沒有其它民用渦槳飛機發(fā)動機使用數(shù)字雙胞胎技術(shù)來進行預(yù)防性健康維護,但GE航空集團已經(jīng)將數(shù)字雙胞胎技術(shù)運用在商用航空技術(shù)上,。Corkery表示:“經(jīng)驗告訴我們,,根據(jù)飛機的操作環(huán)境,不同飛機的大修間隔是不同的,,例如,一架在沙漠環(huán)境中飛行的飛機與一架在相對良好的環(huán)境中飛行的飛機所需要的檢修間隔時間是完全不同的,,而數(shù)字化服務(wù)將有助于降低成本,?!?/p>